现场总线入门

主干终端
每个现场总线为了通讯需要先要被两个终端中止，如果主干没有很好的中止，就会发生由于信号反射引起的通讯错误。许多设备使用手动开/关DIP开关来中止适配器，在一个主干中，最后一个设备适配器，应包含一个终端器，所有的位于最后一个适配器和H1卡之间的适配器应该把他们的终端器开关扳到关。

图5 一个设备适配器允许多个设备连接到现场总线主干线。每个分支有一个短路保护，它不会对整个网络造成危害。每个主干上可以使用多个适配器。

图6 反向短路保护有一个可以检测短路的逻辑电路，从主干上移除短路部分，并闪烁红灯。防止短路危及整个主干。

在图3和图5中标有“T”的方框显示了一个典型的主干合适的中止位置。
在启动过程中运行时经常会遇到的问题是判断终端器的位置是否正确。在安装现场总线设备时，DIP终端器的开关有时候没有在正确位置，就会在启动过程中产生问题。设备可能会运行不正常，不明原因的退出主干，通常会产生严重破坏——所有这些都是因为终端器没有设置正确。
要检查这个错误经常要对每个设备适配器进行物理检查，来判断整个主干的设备适配器是否设置正确。
在TRUNKGUARD设备适配器中所使用的自动主干终端，简化了运行和启动。当设备适配器在判断它是否是最后一个现场总线设备适配器时，它会自动启动；如果是，它就会自动把主干中止。如果不是，它不会自动中止主干，下游的设备适配器将会执行这个任务。安装人员没有必要再进行设置DIP开关这样的工作来设置主干终端了。

冗余现场总线
现场总线有一个最大的问题就是，所有的通讯和供电都基于一个简单的双绞线电缆。一旦这个电缆发生问题，它将会一次性的导致主干上所连接的所有设备失败。不但主干失去了对其上的设备的控制，各个设备之间也无法相互通讯。尽管现场总线设备再控制系统失败时仍然可以继续工作，但是任何的电缆问题（短路或是断路）都将会引起整个主干的不可操作。
这个问题当出现在严苛的工厂主干线上时将会更加严重，这个失败可能会反过来影响这个工厂和过程应用，导致昂贵的进程中止，造成紧急状况，或是向环境中释放工业物质。
在冗余主干通讯方面，任何现场总线标准都没有做出任何规定，许多现场总线供应商，包括一些大型的过程控制公司，已经研发了冗余现场总线方案，涉及到所有设备的完全复制——包括H1或是DP/PA接口、电源、总线电缆、设备适配器何以些关键的现场总线设备（图7）——还有一些复杂的软件也在这个方案之中。

图7 一些现场总线冗余技术要求对主干进行完全的复制，在一些案例中，这意味着复制整个现场总线上的设备。当一个主干失败时，DCS的逻辑判断认定有失败发生，开关由一个H1卡转换到另外一个。

“选择方案”是必要的，因为当一个现场总线主干失败是一个控制系统并不能判断出来，它只能检测出H1或是DP/PA本身的失败，或是一个特定的设备失败。如果接口始终保持供电，控制系统通过分析设备的信号（或是所缺少的信号）来判断整个主干的失败。
不必说，这种冗余计划是十分昂贵、复杂且很难维护的。当控制系统正在判断是否出错时，可能会发生灾难性的后果。
怀着对可能失去整个关键的主干的担心，终端用户在使用现场总线时总是十分小心。当一个主干包含一个对于过程来说十分关键的设备时，他们经常会把每条主干的设备数目减少到几个，或是把这些关键设备分布到许多冗余主干上。
MooreHawke已经为基金会现场总线系统解决了这个问题。
MooreHawke的 TRUNKSAFE?容错现场总线系统提供了一种高可靠的方法，当一个基金会现场总线系统的主干上某点出现问题时（短路或断路），可以保持现场设备之间和与DCS之间的持续通讯。

TRUNKSAFE（图8）包括一个双的，冗余的TPS高级现场总线电源调节器（一个为主干的每个分支供电），两个现场总线电缆。和一个TRUNKSAFE设备适配器。
电源调节器安装在DIN导轨上，大约为近一次为4个主干线供电。设备适配器可以容纳6到10个现场总线设备。

图8 TRUNKSAFE容错现场总线系统只需要一个额外的电源调节器和分支电缆，如果一个主干出现问题，它立刻转向另外一个备用主干。

在一个典型的TRUNKSAFE应用中，两个冗余的H1接口卡连接到现场总线主干的两个分支上，并且布线到现场。每个分支上的电源靠TRUNKSAFE电源调节器提供，电能再流经连接到许多现场总线设备的设备适配器。因为再安装时，现场总线电缆分开安装，所以，相同的故障（例如一个粗心的叉车司机所造成的事故）不会同时再两条电缆上同时发生。
一旦再任一电缆上发生故障时，在受影响的分之上的电源调节装置立即切断电源和H1接口，并且强制DCS转而使用另外一个H1卡。设备适配器可以被任何一个分支驱动；一旦一个分支停止供电，设备适配器自动从剩余的分支上也停止供电，并且自动实施主干终端。这些在几毫秒内自动发生。
有了TRUNKSAFE，就没有必要在重要的主干上复制所有的现场设备。如果某个设备失败时，终端用户可能还得复制此设备，但是为预防整个分支失败而进行的设备复制就不再需要了。

完全冗余的TRUNKSAFE现场总线系统的花费只是比一个标准的现场总线系统稍多，却远远低于系统的完全复制。实际上，便宜且完全容错的FF系统已经为终端用户不仅仅在重要的过程环路中提供冗余。