總線專題：第三講 基金會現(xiàn)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(zhì)。目前應(yīng)用較為廣泛的是雙膠線和電纜二種。FFH1的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)見圖8。

H1支持單點(diǎn)型、總線型、菊花鏈型和樹型4種結(jié)構(gòu)。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(xiàn)場設(shè)備；菊花鏈型只有主干電纜，即現(xiàn)場設(shè)備都接在主干電纜上；樹型是主干電纜上一個端點(diǎn)分出多個分支。在實(shí)際應(yīng)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(shù)參見表1。

表1 FFH1的特性參數(shù)

顯然，在不同傳輸速率下，傳輸信號的幅度和波形與傳輸導(dǎo)線的類型、屏蔽、長度等密切相關(guān)。為了使掛接在傳輸導(dǎo)線上的所有設(shè)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(dǎo)線的橫截面，允許的最大傳輸距離等做出規(guī)定。表2列出了H1傳輸導(dǎo)線的性能參數(shù)。

表2 FFH1傳輸導(dǎo)線的性能參數(shù)

3.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的類型有現(xiàn)場設(shè)備、電源、本質(zhì)安全柵、終端器、現(xiàn)場總線接口及網(wǎng)橋等。

（1）現(xiàn)場設(shè)備

現(xiàn)場設(shè)備是連接到現(xiàn)場總線上并與之通信的物理實(shí)體。現(xiàn)場設(shè)備通常有各種工業(yè)自動化儀表的變送器（溫度、壓力、差壓、流量等）及執(zhí)行器等等。按照FF規(guī)范，現(xiàn)場設(shè)備按照是否用于防暴環(huán)境、是否總線供電及功耗來分類，表3列出H1現(xiàn)場設(shè)備的類型及編號。

表3 H1現(xiàn)場設(shè)備類型及編號

對于總線供電型的設(shè)備，由于受傳輸導(dǎo)線性能參數(shù)、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(shè)備從總線上得到的供電電壓有所不同。按照FF規(guī)范，任何一臺現(xiàn)場設(shè)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(shè)備正常工作的電壓、電流范圍和功耗等參數(shù)做出明確規(guī)定。表4列出了111類型現(xiàn)場設(shè)備的推薦參數(shù)。按照IEC61158-2的規(guī)范要求，現(xiàn)場設(shè)備電路開路時(shí)最大輸出電壓的推薦值為35V。

表4 FF111類現(xiàn)場設(shè)備的推薦參數(shù)

（2）電源

FF的電源分為3類

1）131型非本質(zhì)安全電源，可為本質(zhì)安全柵供電，輸出電壓取決于安全柵額定值。

2）132型非本質(zhì)安全電源，不為本質(zhì)安全柵供電，輸出電壓最大值32VDC。

3）133型本質(zhì)安全電源，符合本質(zhì)安全參數(shù)。

（3）本質(zhì)安全柵

本質(zhì)安全柵是H1的安全場所與危險(xiǎn)場所的隔離器，符合本質(zhì)安全防爆標(biāo)準(zhǔn)。

注：所謂本質(zhì)安全（Intrinsic Safety）防暴標(biāo)準(zhǔn)，亦稱安全火花防暴標(biāo)準(zhǔn)，是指在危險(xiǎn)場合，雖然會產(chǎn)生火花，但由于能量限制在一定范圍內(nèi)，不足以引爆發(fā)生危險(xiǎn)。

（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(chǎn)生信號波反射。終端器有外置式和內(nèi)置式（即預(yù)置于設(shè)備內(nèi)部）2種。

（5）中繼器

中繼器用于擴(kuò)展現(xiàn)場總線網(wǎng)段，H1網(wǎng)段上的任意2臺設(shè)備間最多可以使用4臺中繼器。也就是說，H1網(wǎng)段上2臺設(shè)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(shè)備或非總線供電設(shè)備。