【正文】 . . . . FF現(xiàn)場總線使用說明書1 引言FF是基于WorldFip North American (FIP)和InterOperable System Project(ISP)的共同利益 ,而在1994年合并而成的。1995年 ,WorldFip歐洲部分也加入了FF。FF總線由低速(H1)和高速(HSE，High Speed Ethernet)兩部分組成。低速H1部分將ISO/OSI七層參考模型結(jié)構(gòu)簡化為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，再加上用戶層 ,形成四層結(jié)構(gòu)。同時，為了適應(yīng)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)場總線基金會放棄了其原來規(guī)劃的H2高速總線標準 ,并于2000年3月29日公布了基于Ethernet的高速總線技術(shù)規(guī)范()。HSE充分利用低成本的以太網(wǎng)技術(shù)，以 100M bit/s到1G bit/s或更高的速度運行，它主要用于制造業(yè) (離散控制 )自動化以及邏輯控制、批處理和高級控制等高速的現(xiàn)場總線網(wǎng)段的互連。本手冊是組態(tài)實驗室現(xiàn)場總線系統(tǒng)組態(tài)的使用說明書，內(nèi)容包括了使用組態(tài)軟件，組態(tài)一個典型的DEMO現(xiàn)場總線的詳細過程。2 實驗室包含的現(xiàn)場總線設(shè)備本現(xiàn)場總線實驗室是一個典型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的配置，設(shè)備清單如表1所示： 表1 實驗室現(xiàn)場總線設(shè)備No產(chǎn)品名稱型號數(shù)量分布式現(xiàn)場總線接口DFI3021背板DF112背板終端DF213背板電源DF5014CPUDF5115現(xiàn)場總線電源DF5216現(xiàn)場總線電源阻抗匹配器DF4917現(xiàn)場總線終端器BT30228現(xiàn)場總線重復(fù)器DF4819現(xiàn)場總線安全柵DF47110現(xiàn)場總線(FF)壓力變送器LD302D21IBU1000/3Y/I1111現(xiàn)場總線(FF)溫度變送器TT30210A/3Y/I1112電流到現(xiàn)場總線(FF)轉(zhuǎn)換器IF30210A/3Y/I1113現(xiàn)場總線(FF)到電流轉(zhuǎn)換器FI30210A/3Y/I1114現(xiàn)場總線閥門定位器FY30211043/2Y/J1(BFY30222C)115人機界面軟件Genesis116系統(tǒng)組態(tài)軟件SYSCON3022117總線組態(tài)軟件DFI302SVR2118壓力、溫度裝置(含調(diào)節(jié)閥、開關(guān)、壓力儀表及自制費用等)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)主要由現(xiàn)場總線設(shè)備、總線供電電源、終端器、電纜、中繼器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋、現(xiàn)場總線接口和端子塊等部件構(gòu)成?，F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上連接的現(xiàn)場總線設(shè)備有兩種:一種是總線供電式現(xiàn)場設(shè)備，它需要從總線上獲取工作電源，總線供電電源就是為這種設(shè)備準備的；另一種是單獨供電的現(xiàn)場設(shè)備，它不需要從總線上獲取其工作電源。常用的現(xiàn)場總線設(shè)備有溫度變送器、壓力(差壓)變送器、流量變送器、液位變送器和調(diào)節(jié)閥等。這些現(xiàn)場設(shè)備不僅有信號變換功能，而且還有組態(tài)運算及控制功能。 終端器是連接在總線末端或末端附近的阻抗匹配元件。每個總線段上需要兩個，而且只能有兩個終端器。終端器采用反射波原理使信號變形最小，它所起到的作用是保護信號，使它少受衰減與畸變。有時，將終端器電路內(nèi)置在電源、安全柵、PC接口卡和端子排內(nèi)。在安裝前要了解清楚是否某個設(shè)備已有終端器，避免重復(fù)使用，影響總線的數(shù)據(jù)傳輸。，傳輸介質(zhì)為雙絞線，傳輸距離與傳輸電纜類型的關(guān)系如表2所示。 表2 傳輸電纜類型及最大傳輸距離電纜類型電纜說明規(guī)格(mm2)最大距離(m)A單對雙絞線屏蔽1900B多對雙絞線屏蔽1200C多對雙絞線不屏蔽400D多芯非雙絞線屏蔽200　由表51可知，首選的現(xiàn)場總線電纜是A型，一般用于新的裝置；替代首選的現(xiàn)場總線電纜是B型，一般用于新的或改造的裝置；不推薦使用的現(xiàn)場總線電纜是C和D型。其他類型的電纜也可以在FCS中使用，如對于改造的系統(tǒng)或裝置，也可使用已敷設(shè)的電纜替代。 總線電源為總線供電的現(xiàn)場總線設(shè)備提供電源 ,總線電源分為131型 (為給安全柵供電的非本安電源 )、132型(為普通非本安電源 ,輸出電壓最大值為直流32V)和133型(本安電源)。 中繼器是一臺總線供電或非總線供電設(shè)備 ,它用于擴展現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上任意兩臺設(shè)備之間最多可以使用4臺中繼器 ,使用4臺中繼器時 ,網(wǎng)絡(luò)中兩個設(shè)備間的最大距離可達9500m(A型電纜)。網(wǎng)橋是一臺總線供電設(shè)備或非總線供電設(shè)備 ,用于連接不同速率的現(xiàn)場總線段或不同物理層 ,如金屬線、光纖等現(xiàn)場總線網(wǎng)段 ,以便形成更大的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)是總線供電或非總線供電設(shè)備 ,用于將現(xiàn)場總線的網(wǎng)段連向其他通信協(xié)議的網(wǎng)段?，F(xiàn)場總線接口用于現(xiàn)場總線與操作站(PC機)的連接。端子塊通常提供多臺總線設(shè)備的連接 ,所以一個設(shè)備可以接到任何一組總線端子上。有了專為現(xiàn)場總線設(shè)計的端子塊 ,使網(wǎng)絡(luò)布線容易多了。本系統(tǒng)由兩個部分組成，其中，兩個LD302壓力變送器和FY302構(gòu)成壓力控制系統(tǒng)，兩個TT302溫度變送器和FI302構(gòu)成溫度控制系統(tǒng),這兩個系統(tǒng)構(gòu)成現(xiàn)場總線的H1網(wǎng)段。H1系統(tǒng)通過DF51網(wǎng)關(guān)與上位機相連。3 知識準備為了更好、更快的完成組態(tài)，建議使用者首先準備并深入理解以下基礎(chǔ)知識： 現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)知識。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS,Fieldbus Control System)是繼基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)DCS后，產(chǎn)生的新一帶全分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是控制學科吸收網(wǎng)絡(luò)、通信、信息技術(shù)的優(yōu)點，在DCS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 現(xiàn)場總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對一的設(shè)備連線，按控制回路分別進行連接。位于現(xiàn)場的測量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現(xiàn)場的執(zhí)行器、開關(guān)、馬達之間均為一對一的物理連接?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)由于采用了智能現(xiàn)場設(shè)備，能夠把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現(xiàn)場設(shè)備，加上現(xiàn)場設(shè)備具有通信能力，現(xiàn)場的測量變送儀表可以與閥門等執(zhí)行機構(gòu)直接傳送信號，因而控制系統(tǒng)功能能夠不依賴控制室的計算機或控制儀表，直接在現(xiàn)場完成，實現(xiàn)了徹底的分散控制。由于采用數(shù)字信號替代模擬信號，因而可實現(xiàn)一對電線上傳輸多個信號(包括多個運行參數(shù)值、多個設(shè)備狀態(tài)、故障信息)，同時又為多個設(shè)備提供電源；現(xiàn)場設(shè)備以外不再需要模擬/數(shù)字、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換部件。這樣就為簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)約硬件設(shè)備、節(jié)約連接電纜與各種安裝、維護費用創(chuàng)造了條件。 組態(tài)的基礎(chǔ)知識?！敖M態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)（distributed control system,DCS的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的。由于每一套DCS都是比較通用的控制系統(tǒng)，可以應(yīng)用到很多的領(lǐng)域中，為了使用戶在不需要編代碼程序的情況下，便可生成適合自己需要的應(yīng)用系統(tǒng)，每個DCS廠商在 DCS中都預(yù)裝了系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，而其中的應(yīng)用軟件，實際上就是組態(tài)軟件，但一直沒有人給出明確定義，只是將使用這種應(yīng)用軟