西门子PLC编程控制器现场总线安装模块

6ES7157-0AG81-0XA0 激活的现场分配器 AFD4 用于 PROFIBUS PA 用于 FOUNDATION 现场总线 H1 4 个防短路 分支线 带颤动保护逻辑电路 自动总线终端 用于线路和环形拓扑 用于扩展温度范围 防护等级 IP 66

FOUNDATION Fieldbus H1 架构的示例

将 FOUNDATION Fieldbus H1 集成在 SIMATIC PCS 7 过程控制系统中时，PROFIBUS DP 充当一条链路。下面的图显示了可采用 FOUNDATION Fieldbus H1 架构，其中包含：

• PROFIBUS DP 主站，非冗余设计（AS 单站）
• PROFIBUS DP 主站，冗余设计（AS 冗余站）

根据所组态的 PROFIBUS DP 主站，PROFIBUS DP 和 FOUNDATION Fieldbus H1 之间的网关由单一 Compact FF Link（AS 单站）或冗余 Compact FF Link 对（AS 冗余站）构成（详情请见图）。在每个网关上，可运行一个 FF 现场总线网段。

AS 单站上的 FOUNDATION Fieldbus H1 作为 PROFIBUS DP 主站

AS 冗余站上的 FOUNDATION Fieldbus H1 作为 PROFIBUS DP 主站

带单一 Compact FF Link 的总线架构

可通过 Compact FF Link 将总线网段连接到一条 PROFIBUS DP 总线。FF 现场设备可借助于 AFD 有源现场分配器集成到总线网段中，例如，AFD4、FD4 RAILMOUNT、AFD4 FM 和 AFD8（防爆危险区 2/22 认证）和 AFDiSD（防爆危险区 1/21 认证）。FF 现场设备通过防短路分支总线连接到这些现场分配器。

也可以在一个总线网段中运行较多 8 个 AFD 现场分配器、较多 5 个 AFDiSD 现场分配器或较多 5 个 AFDiSD 和 AFD 现场分配器的任意组合。从 Compact FF Link 离开的总线末端处的较后一个现场分配器会自动激活其总线端接电阻器。

带冗余 Compact FF Link 的总线架构

AFS 有源现场分配器（有源现场分路器）可通过冗余 Compact FF Link 对连接到冗余 PROFIBUS DP。与两个 Compact FF Link 相连的 AFS 将与它相连的总线网段与各自的有源 Compact FF Link 相连。*中断操作，即可更换 Compact FF Link。

FF 现场设备可按“带单个 Compact FF Link 的线型结构”中的说明集成到总线网段中。现场分配器数量方面的限制也相同（较多 8 AFD、较多 5 个 AFDiSD 或较多 5 个 AFDiSD 和 AFD 的任意组合）。

带冗余 Compact FF Link 的环型架构

使用 FOUNDATION Fieldbus H1 环型网段可实现较高可用性，该环型网段可通过冗余 Compact FF Link 对连接到冗余 PROFIBUS DP。

FF 现场设备通过有源现场分配器 AFD 或 AFDiS 的防短路分支线路集成到环网网段。现场分配器的数量限制与线型结构的相同（较多 8 个 AFD、5 个 AFDiS，或者较多 5 个可任意组合的 AFD/AFDiS)。

总线发生变化或故障时，总线自动终止或立即调整。可对现场总线进行扩展，或者在运行期间更换 Compact FF Link。

西门子基金会现场总线 H1 的性能

与 PROFIBUS PA 一样，基金会现场总线 H1 基于 IEC 61158 2。借助于 MBP（曼彻斯特编码总线供电）传输技术，可传输数字量数据，并向屏蔽两线制电缆上的总线节点提供电源。数据传输速率固定为 31.25 Kbps。

一个现场总线段上可运行较多 32 个总线节点（Compact FF Link + 现场设备）（通常 8 到 12 台设备）。现场设备通过有源现场分配器 AFD（获准用于 Ex 区域 2/22）或 AFDiS（获准用于 Ex 区域 1/21）集成到现场总线网段。通过有源现场分配器 AFDiS 连接的本安 FF 设备可以安装在符合 Ex 区域 1/21 或 0/20 的危险区域中。

现场总线段的总长度限制在 1 900 m。若采用 AFDs 有源现场分配器，则在计算总线网段的总长度时，还必须考虑用于连接设备的分支总线的长度以及电缆的规格要求。AFDiSD 上的分支线路与总线网段的总长度无关。

分支总线可具有以下较大长度：

• 较长 120 m（符合标准 IEC 61158?2 标准）
• 较长 60 m（符合标准 IEC 60079?27 (FISCO) 标准）

如果使用了有源现场分配器 AFD，则必须根据总线网段的分支线路数量有必要的话，适当减小这些较大值（有关详细信息，请参见“技术数据”一节）。对于有源现场分配器 AFDiSD 而言，由于集成了中继器功能，因此*减小这些值。

SIMATIC 现场总线计算器提供计算和设计现场总线网段方面的帮助：

基金会现场总线 H1 结合了周期性和非周期性通信。对于时间关键型任务（例如过程数据的传输），将根据准确的执行计划周期性地执行。另一方面，对于非时间关键型信息（例如，维护/诊断数据、组态或组态数据），则采用非周期性方式进行传输。

采用 EDD 进行设备管理

用于以下块类型的现场设备数据根据块型号进行分配：

• 设备块（设备特定信息）
• 函数块（已实现函数）
• 传输块（用于控制函数块输入/输出变量的功能）

对于特殊现场设备类型的基本功能，基金会现场总线提供有预定义的设备描述（标准 DD），设备的基本功能（例如，模拟量输入、数字量输出等）通过不同的标准功能和传输块实现。

设备描述使用 SIMATIC PDM 进行说明。

现场控制

函数块和传输块可互连并形成控制回路。配合合适的现场设备，此类控制应用的运行可以独立于控制系统的控制器（自动化系统）。

特点一览

• 通过总线向现场设备供电
• 拓扑结构：线型、树型、环型
• 可以将本安型现场设备集成到带安全栅的危险区域
• 确定的时间响应
• 由于使用了标准化的总线接口以及带有标准化设备描述的设备集成，所以具有互操作性
• 支持“现场控制”

在西门子 SIMATIC PCS 7 中的集成

以 PROFIBUS DP 作为链接，可将基金会现场总线 H1 无缝集成到 SIMATIC PCS 7 过程控制系统中。PROFIBUS DP 和 FOUNDATION Fieldbus H1 之间的网关是通过 Compact FF Link 实现的。根据所选的总线架构，可采用单一 Compact FF Link 或冗余对（参见“设计”一节）。

FOUNDATION Fieldbus H1 总线网段的组态方式与 PROFIBUS PA 相同。将通过 SIMATIC PCS 7 维护站提供 Compact FF Link 和 FF 设备的诊断信息和组态的维护信息。SIMATIC PCS 7 会自动生成诊断画面。

系统要求

• 系统软件 SIMATIC PCS 7 V8.1 + SP1 或更高版本
• SIMATIC PDM V8.2+SP1 或更高版本，带有 SIMATIC PDM Communication FOUNDATION Fieldbus