Foundation现场总线
Foundation现场总线（Foundation Fieldbus）是全数位、串列、双向的通讯系统，可以做为工厂自动化技术环境中的底层通讯网络。Foundation现场总线属于开放式架构，由FieldComm Group开发及管理[1][2]
Foundation现场总线是针对基础以及进阶的控制应用所设计，也针对许多和这些机能有关的离散控制元件。Foundation现场总线主要用在过程控制中，但近来也有应用在发电厂。
针对过程自动化环境中不同的需求，Foundation现场总线有两种不同的现场总线实现方式，两种方式的物理介质及通讯速度都不同。
- Foundation现场总线H1：其速度是31.25 kbit/s，一般用来连接现场设备以及主机系统，利用标准的双绞线配线可以提供通讯以及电源，可以做为一般应用，也可以用在本质安全的应用上。H1是Foundation现场总线中最常见的通讯协定。
- HSE（高速以太网）：速度100/1000 Mbit/s，一般连接输入/输出子系统、主站系统、连接设备以及Gateway。HSE目前无法透过网络供电，不过目前正在研究用IEEE802.3af的以太网供电（PoE）来达到此目的。
Foundation现场总线最早是要取代4-20mA的信号标准，今日和其他工业网络（如Modbus、Profibus及工业以太网）并存。Foundation现场总线主要用在重工业上，例如冶炼、石化、发电上，也有用在食品饮料、制药及核电厂中。Foundation Fieldbus是由国际自动化学会（ISA）多年发展而来，之前的名称叫SP50。1996年时发布了第一个H1（31.25 kbit/s）的标准。在1999年发布了第一个HSE（High Speed Ethernet，高速以太网）标准[3]。IEC 61158标准中有包括Foundation现场总线的总线，其中的Type 1是Foundation Fieldbus H1，Type 5是Foundation Fieldbus HSE。
组成
编辑一个典型的Foundation Fieldbus网络段（segment）会包括以下组件：
- H1通讯卡：网络界面卡（多半会用冗余的 H1通讯卡，不过还是依应用而定）
- PS：电源（Vdc）到网络电源（Fieldbus Power Supply）
- FPS：网络电源（Fieldbus Power Supply）及信号调节器（signal conditioner），目前的标准设备是整合电源及信号调节器的设备。
- T：终端器（一般每一段网络会有二个终端器，一个在FPS端，每一个在网络上最远的设备耦合器上）
- LD：连网设备（Linking Device），和HSE网络共用，可以连接4到8个H1网络段的终端，作为连接HSE骨干网络的gateway。
- 现场设备（传感器、发送器等）。
HSE
编辑Foundation现场总线 HSE（High speed ethernet，高速以太网） 是针对过程自动化所设计的控制网络技术，可以用来连接像控制器、远端I/O、高密度资料产生器等高层次设备，也可用做子系统的水平整合。
Foundation现场总线 HSE 是以IEEE 802.3为基础，可以和标准的以太网设备相容。Foundation现场总线 HSE可以提供完整的“分散控制系统风格”冗余架构，包括冗余的网络开关、冗余设备以及冗余的通讯埠，提升其异常情形的连网能力。Foundation现场总线是以标准的网络协定（IP）为基础，因此可以和其他网络设备共存，和标准工具也有良好的相容性。Foundation现场总线 HSE 的最高层是标准的应用层，可以有设备之间的互操作性。其通讯协定是时程驱动（schedule-driven）的，可以减少死时（dead-time）及时基抖动（jitter），也有支持设备之间的对等式通讯（peer-to-peer communication），有严谨的互操作性测试计划来确保网络通讯的品质。
HSE的网络架构是轴辐式树状拓扑（hub-and-spoke tree topology）的以太网，因此要增加或移除设备都不会影响现有的网络。在安装时也可以用标准的以太网工具来评估安装的品质、进行测试或是除错，在处理网络问题时的速度更快。HSE可以使用布署SNMP、RMON的标准网络管理工具，也可以使用像是 DHCP 的IP定址方式。
相关条目
编辑参考资料
编辑- ^ FieldComm Group. [2020-10-05]. （原始内容存档于2020-09-12）.
- ^ Fieldbus Foundation and HART Communication Foundation Members Approve Formation of FieldComm Group. [2020-03-09]. （原始内容存档于2020-02-01）.
- ^ 存档副本. [2020-03-09]. （原始内容存档于2017-10-16）.
外部链接
编辑- Official Site （页面存档备份，存于互联网档案馆） (previously www.fieldbus.org. Has since gone through a merger.)
- IEC 61804 Official Preview （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Foundation Fieldbus Primer （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Foundation Fieldbus Parameter Search