FOUNDATION Fieldbus与传统系统的比较

FOUNDATION Fieldbus (FF)是用于过程控制传感器、执行器和控制设备的局域网(LAN)。它是一种数字、双向、多点网络，用于替代连接许多大公司的可编程逻辑控制器(PLC)的专有网络。在传统系统中，计算机或昂贵的控制器单元为设备网络提供控制。近年来,一些公司开发了设备内置更多智能的仪器系统。这些系统的主要缺点是它们是专有的，因此不能互操作。还有其他开放仪器标准，如PROFIBUS和HART，但这些协议并不实现控制－仍然需要单独的控制器。FF是一个开放标准，允许现场设备同时运行输入/输出和控制。

市场上的传统系统称为4-20 mA系统，因此以控制设备的信号电平命名。这些设备进行输入测量并将信息发送至控制单元进行处理。然后，计算机进行必要的计算并告知设备其输出应是什么。要获取设备的序列号或在现场校准或测试设备，必须步行（或开车）前往物理设备。通过FF，可直接在控制室完成上述操作。运行控件的计算机崩溃怎么办？在传统系统中，设备将进入预定义的故障安全模式，在恢复与计算机的通信之前，泵、阀和其他设备没有任何交互式控制。通过FF，控制范围缩小到设备级别。下载配置后，即使监控计算机断开连接，控制循环（例如PID循环）仍可继续运行。

	4-20 mA系统	智能仪器	FOUNDATION Fieldbus
互操作性与互换性	OPEN，可互操作，可互换。	专有的、有限的互操作性、不可互换性。	OPEN，可互操作，可互换。
设备种类与可用性	种类繁多。多个供应商。	有限。客户只能使用一个供应商的产品。	实际FF设备有限，但还在不断增加。但是，有多种方式可将标准4-20 mA设备集成到FF网络中。
通信	一个变量。一个方向。	多个变量。双向。	多个变量。双向。
连线	点对点。	逐点或多次放置。	多次放置。

^表1：  FOUNDATION Fieldbus与传统系统的比较。

• 使用现有的双绞线
• 使用现有接线盒
• 类似的连线方式
• 满足本质安全(IS)要求（危险区域）
• 提供电源冗余
• 启用循环供电仪器

• FF通信为数字；4-20 mA通信为模拟
• FF并联现场设备；4-20 mA串联现场设备
• FF的两端都需要一个接线端（电阻和电容）
• FF需要阻抗匹配的电源

• 分布式控制，即控制不是由监控计算机完成的。它被引入设备本身。
• 开放式标准，即客户可以选择来自不同供应商的产品。Fieldbus Foundation是定义基金会Fieldbus规范并认证产品符合标准的组织。这保证了来自不同供应商的产品可以互换使用。Fieldbus基金会标准化了用户将新设备接入网络、设置和配置的方式。系统中的组成部分是设备说明(DD)。DD提供了设备及其功能的详细信息。DD允许用户将FF认证的设备接入网络、将供应商提供的DD文件导入配置并准备运行。任何拥有适当资源的公司都可以生产FF设备（如果通过互操作性测试），该设备可与所有其他FF认证的设备和软件配合使用。
• 使用现有4-20 mA连线的能力。
• 显著降低连线成本。仅需一对双绞线即可传输多个信号与电源，且可随时将设备从网络中删除。由于FF仅需单组连线即可连接多个设备，因此可显著降低每个设备仅需一对连线的4-20 mA系统的连线成本。注意，大多数（但不是全部）设备可以选择总线供电。
• 减少了对控制器和其他硬件的需求。

下图显示了减少的连线和硬件需求。请注意，传统实现需要每个设备使用一个IS屏障和一组连线，总共需要3个屏障和3组连线。FOUNDATION Fieldbus实现只需要一个IS屏障和一组用于多个设备的连线。