whworldfip现场总线

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1、合肥学院HEFEIUNIVERSITYWorldFip现场总线的应用与分析姓名：学号：0905075014班级：09自动化（1）班指导教师：丁健完成时间：2012-12-3WorldFip现场总线的应用与分析摘要：现场总线技术是20世纪80年代兴起的一种集控制技术、仪表技术和计算机网络技术为一体的先进的工业控制技术。这其中WorldFip现场总线是目前较为流行的几种现场总线中较为有仪表性的一种。近年来,各种现场总线以其传输高效、通信可靠、接口灵活等特点,在发电厂和变电站监控系统中得到了广泛的应用,为电网实现综合

2、自动化及安全管理奠定了基础。上世纪80、年代,随着煤矿坑90口电站的兴建,企业小电网发挥了越来越重要的作用。本文案例分析中根据煤矿电网的实际特点,基于WorldFIP总线新技术,提出了一种具有/五遥0(遥信、遥测、遥控、遥调、遥视)功能的新型电网监控系统,可以较好地实现同一电网中各发电厂和变电站的信息融合。下文主要介绍了worldfip现场总线的概况、特点、WorldFip 协议及其典型器件、worldfip开发工具。并着重介绍了基于WorldFIP总线的煤矿电网监控系统的案例分析。关键词：wordfip现场总

3、线特点典型器件煤矿电网控制系统一、WorldFip现场总线概述WorldFip现场总线组织成立于1987年。目前已有一百多个成员，其中许多是工控领域的世界著名大公司，如Honeywell、西技来克（Cegelec）、阿尔斯通（Alstom）、施耐德（Schneider）等。前期产品是Fip（FactoryInstrumentationProtocol）。Fip是法国标准，后来采纳了IEC国际标准（61158-2）改名为WorldFip。相应的欧州标准是EN50170-3。不久前国内也成立了“WorldFip技术

4、推广中心”。我国引进的一些大型工程，如上海地铁、岭奥核电站、军粮城电厂等都可以看到这种现场总线。目前正在建造的世界上能量最高的大型强子对撞机已选定WorldFip为工程标准总线之一。该加速器周长27公里，耗资数十亿美元，将于2004年建成。二、WorldFip现场总线的特点WorldFip总线是面向工业控制的，其主要特点可归纳为实时性、同步性、可靠性。WorldFip 目前使用的传输速率是31.5K，1M和2.5M。典型速率为1Mbit/s。典型的传输介质是工业级屏蔽双绞线。对接线盒、9针D型插头座等都有严格的

5、规定。每个网段最长为1公里。加中继器（Repeater）以后可扩展到5公里。WorldFip与Internet类似，使用曼彻斯特码传输。但它是一种令牌网。网络由仲裁器和若干用户站组成。WorldFip 使用信息生产者和消费者的概念，和通常意义上的输出量、输入量略有区别。每个生产者或消费者变量有一个IP地址。每个用户站可以有例如16个生产者/消费者变量。任何时候，生产者只能有一个，而消费者可以是1个或多个。WorldFip的设计思想是，按一定的时序，为每个信息生产者分配一个固定的时段，通过总线仲裁器诸个呼叫每个生

6、产者，如果该生产者已经上网，应在规定时间内应答。生产者提供必要的信息，同时提供一个状态字，说明这一信息是最新生产的，还是过去传送过的老信息。消费者接收到信息时，可根据状态字判断信息的价值。WorldFip 将信息分为：周期性同步数据、周期性异步数据和非周期性消息包。同步数据严格地按确定的时序呼叫，接下去是周期性异步数据，用于对同步性要求不太高的数据传送。最后呼叫消息包。周期性同步数据、异步数据用于时序要求严格，数据包不大的信息（8~128字节），消息包指时序要求不严格，数据量大的信息，例如每包256字节。形象地

7、比喻，网线可以看成一个流水的管道。一半（或1/3、2/3,由用户设计）流的是水，是不可压缩的。即周期性同步和异步数据。另一半可以看成是空的，留给非周期性消息包的传送。网络仲裁器是整个网络通信的主宰者。网络仲裁器轮番呼叫每一个生产者变量。整个网线上总是有信号的。如果若干时间间隔内（例如几十毫秒）没有监听到网上的信号、则可以诊断为网络故障，此时可以自动将冗余热备份网线切换上去，也可以设计成各用户站回本质安全态。WorldFip 在网络安全性方面的考虑有其独到之处。在一个网络中可以有一个或多个网络仲裁器。在任意给定时

8、刻，只有一个在起作用，其他处于热备份态，监听网络状态。而每个用户站的网络冗余则是通过一个控制器驱动两路驱动器，接入两个独立的网线实现的。当一个网线被破坏，自动切换到另一网线。三、WorldFip 协议除用户层外，WorldFip使用以下三层通信协议：应用层、数据链路层、物理层。用户层指有用的信息，一个变量（生产者或消费者），可以是8字节，也可以是16、32、48......乃至128字