現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)ff在分布式控制系統(tǒng)中的運(yùn)用-在線(xiàn)瀏覽
2024-08-17 15:02本頁(yè)面
【正文】 均一個(gè)網(wǎng)段掛接4臺(tái)設(shè)備。據(jù)預(yù)測(cè)，到2005年，我國(guó)的幾個(gè)采用FF總線(xiàn)系統(tǒng)的大型石化工程都將投產(chǎn)。人們對(duì)如何進(jìn)行FF總線(xiàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、組態(tài)、維護(hù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)為用戶(hù)帶來(lái)的實(shí)際利益都會(huì)更加明朗。 FF總線(xiàn)H1總線(xiàn)電路和信號(hào)形式H1網(wǎng)段下，總線(xiàn)電路如圖2所示。所以，匹配阻抗器既不能多，也不能少，否則信號(hào)電壓將不正常，特別是長(zhǎng)線(xiàn)傳輸?shù)臅r(shí)候，如果終端阻抗不匹配，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生反射而使波形失真。 物理層FF—HHSE是高可靠性要求的熱工過(guò)程控制的首選，在當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用極其廣泛，它們的傳輸距離可根據(jù)實(shí)際情況而定，不同的傳輸介質(zhì)和傳輸介質(zhì)質(zhì)量的好壞對(duì)信號(hào)的傳輸距離有很大的影響，就拿FF—H1低速總線(xiàn)來(lái)說(shuō)，如果采用18AWG屏蔽雙絞線(xiàn)的傳輸介質(zhì)，傳輸距離可達(dá)1900米，但若采用22AWG屏蔽雙絞線(xiàn)，傳輸距離則只有1200米，且此傳輸距離包含主干與分支的和，分支最長(zhǎng)不能超過(guò)120米。所以，在我們?cè)O(shè)計(jì)FF總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要根據(jù)FF總線(xiàn)特性、技術(shù)參數(shù)來(lái)選擇適當(dāng)?shù)膫鬏斀橘|(zhì)，這樣就能起到事半功倍的效果。 鏈路層FF總線(xiàn)的鏈路層是總線(xiàn)上信息正確傳遞的重要保障，每條總線(xiàn)上有且只有一臺(tái)現(xiàn)行鏈路活動(dòng)調(diào)度器（LAS），在FF總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上任何一個(gè)智能總線(xiàn)儀表都可以作為該條線(xiàn)路的LAS，LAS中有總線(xiàn)上所有的設(shè)備清單，它負(fù)責(zé)管理總線(xiàn)，管理其它設(shè)備是否占用總線(xiàn)。 應(yīng)用層FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)應(yīng)用層遵循開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模式OSI的基本架構(gòu)，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的應(yīng)用層服務(wù)由FMS（Fieldbus Message Specification）來(lái)定義．該層定義了用戶(hù)進(jìn)行通信所需要的通信服務(wù)、信息格式、行為狀態(tài)等。在FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)規(guī)范中．現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間進(jìn)行信息傳輸所使用的預(yù)組態(tài)的信道稱(chēng)為虛擬通信關(guān)系．相當(dāng)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的虛電路。FMS在VCR的端點(diǎn)向應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)，F(xiàn)MS提供的服務(wù)分為有確認(rèn)的服務(wù)和無(wú)確認(rèn)服務(wù)，其中有確認(rèn)的服務(wù)用于操作和控制應(yīng)用對(duì)象，如讀，寫(xiě)變量的值、訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象字典OD等。 用戶(hù)層基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)以ISO/OSI開(kāi)放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為FF通信模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶(hù)層，用戶(hù)層主要針對(duì)自動(dòng)化測(cè)控應(yīng)用的需要，定義了信息存取的統(tǒng)一規(guī)則，采用設(shè)備描述語(yǔ)言規(guī)定了通用的功能塊集，F(xiàn)F總線(xiàn)利用這些嵌入到系統(tǒng)內(nèi)部的功能塊實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制上的各種控制功能。FF公布十九個(gè)先進(jìn)功能塊：復(fù)雜摸出；復(fù)雜開(kāi)出；脈沖輸入；輸入選擇；運(yùn)算；積算；分離器；算術(shù)運(yùn)算；信號(hào)特征；裝置控制；摸擬報(bào)警；死區(qū)；定時(shí)；超前滯后補(bǔ)償；摸擬接口；步進(jìn)PID；SP發(fā)生器；開(kāi)關(guān)報(bào)警；開(kāi)關(guān)接口。 協(xié)議數(shù)據(jù)的構(gòu)成與層次圖3表明了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議數(shù)據(jù)的內(nèi)容和模型中每層應(yīng)該附加的信息。該圖還表明了各層所附的協(xié)議信息的字節(jié)數(shù)。圖3 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議數(shù)據(jù)的生成2 FF現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)一般會(huì)采用以下幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為清楚并簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖中省略了電源和終端器。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這類(lèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是只有由兩臺(tái)設(shè)備的段組成，段可以完全在現(xiàn)場(chǎng)（一臺(tái)從設(shè)備和一臺(tái)主設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行，如變送器和閥此外不再帶其它設(shè)備），或者也可以由一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（變送器）連接到一個(gè)主系統(tǒng)（作為控制或監(jiān)視），如圖4所示點(diǎn)對(duì)點(diǎn)總線(xiàn)聯(lián)接。 帶支線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這類(lèi)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)設(shè)備通過(guò)一段支線(xiàn)的電纜聯(lián)接到總線(xiàn)段上。圖5 帶支線(xiàn)總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這種聯(lián)接方式，在一個(gè)段中現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)電纜從一臺(tái)設(shè)備走到另一臺(tái)設(shè)備，在每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的端子上互連。圖6 菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是在一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)段上的設(shè)備都是以獨(dú)立的雙絞線(xiàn)聯(lián)接到公共的端子盒、端子、儀表板或I/O卡。如圖7所示，樹(shù)形聯(lián)接。圖7 樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三、系統(tǒng)方案和實(shí)現(xiàn) VCR由包含F(xiàn)MS，F(xiàn)AS，DLL及物理層的通信棧共同維護(hù)，是應(yīng)用進(jìn)程之間的通信通道。 VCR包含有靜態(tài)VCR信息和動(dòng)態(tài)VCR信息這兩類(lèi)屬性，這其中定義了一些在VCR狀態(tài)機(jī)建立過(guò)程中用于條件判斷的參數(shù)，它們的正確理解是狀態(tài)機(jī)正確實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵：(1)靜態(tài)VCR信息是事先配置好的，相應(yīng)參數(shù)存放在NMlB中。 Outstanding Service Sending(MaxSCC)和Max Outstanding ServiceReeeiving(MaxRCC)：這兩個(gè)參數(shù)定義了Client／Server和Peer to Peer VCR上可以并發(fā)運(yùn)行的狀態(tài)機(jī)的數(shù)目，對(duì)應(yīng)于可以同時(shí)運(yùn)行的線(xiàn)程的個(gè)數(shù)。該屬性參數(shù)規(guī)定了某個(gè)VCR上面允許收發(fā)的服務(wù)類(lèi)型，每項(xiàng)服務(wù)對(duì)應(yīng)一個(gè)bit位，1表示可用，0表示不可用。；ActualMaxRCC對(duì)應(yīng)于上面的MaxRCC。每多一個(gè)“已經(jīng)請(qǐng)求而尚無(wú)收到應(yīng)答的確認(rèn)服務(wù)”，對(duì)應(yīng)的OSCC或OSCR加1。在每個(gè)狀態(tài)下，不被支
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