總線專題:第三講 基金會現場總線(下)
FF物理層支持雙絞線、電纜、光纜、無線等多種傳輸介質。目前應用較為廣泛的是雙膠線和電纜二種。FFH1的拓補結構見圖8。
本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/201612/330600.htmH1支持單點型、總線型、菊花鏈型和樹型4種結構。其中總線型采用一根主干電纜,再分出多根分支電纜,每根分支上接一臺現場設備;菊花鏈型只有主干電纜,即現場設備都接在主干電纜上;樹型是主干電纜上一個端點分出多個分支。在實際應用中,上述4種類型都可混合使用。
H1總線段的主要特性參數參見表1。
表1 FFH1的特性參數

顯然,在不同傳輸速率下,傳輸信號的幅度和波形與傳輸導線的類型、屏蔽、長度等密切相關。為了使掛接在傳輸導線上的所有設備都能滿足工作電源,信號幅度,信號波形等方面的要求,必須對傳輸導線的橫截面,允許的最大傳輸距離等做出規定。表2列出了H1傳輸導線的性能參數。
表2 FFH1傳輸導線的性能參數

3.網絡設備
網絡設備的類型有現場設備、電源、本質安全柵、終端器、現場總線接口及網橋等。
(1)現場設備
現場設備是連接到現場總線上并與之通信的物理實體。現場設備通常有各種工業自動化儀表的變送器(溫度、壓力、差壓、流量等)及執行器等等。按照FF規范,現場設備按照是否用于防暴環境、是否總線供電及功耗來分類,表3列出H1現場設備的類型及編號。
表3 H1現場設備類型及編號

對于總線供電型的設備,由于受傳輸導線性能參數、傳輸電流及傳輸電壓降等因素的影響,使得接在總線不同位置上設備從總線上得到的供電電壓有所不同。按照FF規范,任何一臺現場設備可接在總線的任何位置上并能正常工作,因而必須對滿足設備正常工作的電壓、電流范圍和功耗等參數做出明確規定。表4列出了111類型現場設備的推薦參數。按照IEC61158-2的規范要求,現場設備電路開路時最大輸出電壓的推薦值為35V。
表4 FF111類現場設備的推薦參數

(2)電源
FF的電源分為3類
1)131型非本質安全電源,可為本質安全柵供電,輸出電壓取決于安全柵額定值。
2)132型非本質安全電源,不為本質安全柵供電,輸出電壓最大值32VDC。
3)133型本質安全電源,符合本質安全參數。
(3)本質安全柵
本質安全柵是H1的安全場所與危險場所的隔離器,符合本質安全防爆標準。
注:所謂本質安全(Intrinsic Safety)防暴標準,亦稱安全火花防暴標準,是指在危險場合,雖然會產生火花,但由于能量限制在一定范圍內,不足以引爆發生危險。
(4)終端器
終端器是用在傳輸電纜的首端和末端的阻抗匹配器,每段總線必須有2個終端器。終端器的作用是用以防止傳輸信號失真和總線二端產生信號波反射。終端器有外置式和內置式(即預置于設備內部)2種。
(5)中繼器
中繼器用于擴展現場總線網段,H1網段上的任意2臺設備間最多可以使用4臺中繼器。也就是說,H1網段上2臺設備間的最大距離是9500m(A型屏蔽雙絞線)。中繼器是一臺有源的總線供電設備或非總線供電設備。


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