西門子6ES7214-2BD23-0XB8性能參數

5 Tpye5 FF HSE現場總線

    1998年，美國Fieldbus Foundation（FF）基金會決定采用高速以太網（High Speed Ethernet，HSE）技術開發H2現場總線，作為現場總線控制系統控制級以上通信網絡的主干網，它與H1現場總線整合構成信息集成開放的體系結構，圖5給出了系統結構。HSE網絡遵循標準的以太網規范，并根據過程控制的需要適當增加了一些功能，但這些增加的功能可以在標準的Ethernet結構框架內無縫地進行操作，因而FF HSE總線可以使用當前流行的商用（COTS）以太網設備。100Mbps以太網拓撲是采用交換機形成星形連接，這種交換機具有防火墻功能，以阻斷特殊類型的信息出入網絡。HSE使用標準的IEEE802.3信號傳輸，標準的Ethernet接線和通信媒體。設備和交換機之間距離，使用雙絞線為100米，光纜可達2千米。HSE使用連接裝置（LD）連接H1子系統，LD執行網橋功能，它允許就地連在H1網絡上的各現場設備，以完成點對點對等通信。HSE支持冗余通信，網絡上的任何設備都能作冗余配置。

    FF HSE的1~4層由現有的以太網、TCP/IP和IEEE標準所定義，HSE和H1使用同樣的用戶層，現場總線信息規范（FMS）在H1中定義了服務接口，現場設備訪問代理（FDA）為HSE提供接口。用戶層規定功能模塊、設備描述（DD）、功能文件（CF）以及系統管理（SM）。FF規范21種功能模塊供基本的和*的過程控制使用。FF還規定了新的柔性功能模塊（FFB），用以進行復雜的批處理和混合控制應用，FFB支持數據采集的監控，子系統接口、事件順序、多路數據采集、PLC和其他協議通信的網間連接器。

圖5 Type5 FF HSE現場總線體系結構

    6 Type6 SwiftNet現場總線

    Type6 SwiftNet現場總線由美國SHIP STAR協會主持制定，得到美國波音公司的支持，主要用于航空和航天等領域。該總線是一種結構簡單、實時性高的總線，協議僅包括物理層和數據鏈路層。SwiftNet現場總線采用分層總線式拓撲結構，其通信體系結構如圖6所示。

圖6 Type 6 SwiftNet現場總線體系結構

    物理層傳送速率為5Mbps，此時每秒傳送105個不同的報文。總線使用TDMA（Slotted time division multiple access）槽路時間片多路送取方式，提供專用高速、低抖動同步通道和按要求通道。專用通道適用于自動狀態數據的分配或交換；按要求的通道則適用于非調度報文。TDMA方式是將總線上的時間分割為相等長度間隔，稱作槽路，只有當總線上的站分配到槽路時，它才能和發送。每個站還能根據所占的比例，協調總線訪問、數據傳輸和接收數據。

    SwiftNet總線的節點（從站）通過I/O通道連接智能傳感器，由于航空航天領域對傳感器和執行器要求高，該總線開始使用符合IEEE1451.1和IEEE1451.2標準的網絡傳感器。IEEE1451.2《用于傳感器和執行器的智能轉換器接口》標準是一個開放的標準，它在控制網絡和傳感器之間定義一個標準接口，從而使網絡傳感器成為現場總線系統現場級的數字化傳感器，并使用戶可以根據自己的需要選擇不同廠家生產的智能傳感器，實現真正意義上的即插即用。

    7 Type7 WorldFIP現場總線

    1987年成立的WorldFIP協會制定并大力推廣Type7 WorldFIP現場總線。WorldFIP協議是EN50170歐洲標準的第三部分，物理層采用IEC61158.2標準，其產品在法國占有60%市場，在歐洲占有大約25%份額，它廣泛應用于發電與輸配電、加工自動化、鐵路運輸、地鐵和過程自動化領域。

    WorldFIP現場總線體系結構如圖7所示，系統分為三級，即過程級、控制級和監控級。它能滿足用戶各種需要，適合于各種類型的應用結構，集中型、分散型和主站/從站型。用單一的WorldFIP總線滿足過程控制、工廠制造加工和各種驅動系統的需要。為了適應低成本的要求，開發了低成本的Device WorldFIP（DWF）總線，它是設備一級網絡，能很好適應工業現場的各種惡劣環境，并具有本質安全防爆性能，可以實現多主站與從主站的通信。

圖7 Type7 WroldFIP現場總線體系結構

    WorldFIP協議由物理層、數據鏈路層和應用層組成。數據鏈路層采用總線裁決方式，在任何一個給定瞬間，僅有一個站可以執行總線裁決功能，它使用一個ID-DAT幀在總線上廣播一個標識，連接到總線上所有站的鏈路層同時記錄ID-DAT幀，僅有一站被識別為標識的生產者，其它站僅作為使用者。應用層提供MPS和SubMMS服務，MPS是工廠周期/非周期服務，SubMMS則是工業報文的子集。

    8 Type8 INTERBUS現場總線

    Type8 INTERBUS現場總線由德國Phoenix Contact 公司開發，INTERBUS Club俱樂部支持。INTERBUS在全球有1000多家總線設備生產商，提供2500多種產品，到目前為止，INTERBUS在全球自動化領域已有50多萬套應用系統得到廣泛應用。

    INTERBUS現場總線是一種開放的串行總線，可以構成各種拓撲形式，并允許有16級嵌套連接方式。該總線最多可掛512個現場設備，設備之間的最大距離400米，無需中繼器網絡的最大距離為12.8公里。INTERBUS總線包括遠程總線和本地總線，遠程總線用于遠距離傳送數據，采用RS-485傳輸，網絡本身不供電，通信速率為500Kbps和2Mbps。INTERBUS有自己的環路結構，環路使用標準電纜同時傳送數據和電源。環路可以連接模擬、數字設備甚至復雜的傳感器/執行器，也允許直接接入智能終端儀表。

圖8 Type8 INTERBUS現場總線體系結構