【正文】 絡(luò)節(jié)點，只與其功能塊交換信息。LD302有如下功能塊：① 一個物理模塊；② 一個顯示傳感器模塊；③ 一個輸入傳感器模塊：完成零點微調(diào)、量程偏移、溫度補償?shù)裙δ?；?一個模擬輸入AI功能塊：完成定標、濾波、線性化、平方根等處理；⑤ 一個比例積分微分PID功能塊；⑥ 一個輸入信號選擇ISS功能塊；⑦ 一個信號特征化CHAR功能塊；⑧ 一個通用算術(shù)運算ARTH功能塊；⑨ 一個累加INTG功能塊：完成積分或累加功能。三通道輸入電流變換器IF302它將三路的電流（420mA 或020mA）信號引入現(xiàn)場總線，用于將某些電Ⅲ型儀表的信號或其它標準信號引入現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。硬件組成有：輸入板、主板、顯示板和液晶顯示器。 IF302框圖從現(xiàn)場總線的角度看，現(xiàn)場總線儀表只是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，只與其功能塊交換信息。注意要外接電源。： IF302外部配線圖IF302有如下功能塊：① 一個物理模塊；② 一個顯示傳感器模塊；③ 三個輸入傳感器模塊；④ 三個模擬輸入AI功能塊；⑤ 一個比例積分微分PID功能塊；⑥ 一個輸入信號選擇ISS功能塊；⑦ 一個信號特征化CHAR功能塊；⑧ 一個通用算術(shù)運算ARTH功能塊；⑨ 一個累加INTG功能塊。 三通道輸出電流變換器FI302它將現(xiàn)場總線的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成三路的電流（420mA）信號，用于現(xiàn)場總線系統(tǒng)對電動調(diào)節(jié)閥、電氣轉(zhuǎn)換器或其它執(zhí)行器（如：變頻調(diào)速器）的控制。注意要外接電源，連接方式與上圖類似。硬件組成有：主板、輸出板、顯示板和液晶顯示器。其中輸出板完成信號轉(zhuǎn)換、信號隔離、數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A），最后輸出三路標準的420mA信號。 FI302框圖從現(xiàn)場總線的角度看，現(xiàn)場總線儀表只是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，只與其功能塊交換信息。FI302有如下功能塊：① 一個物理模塊；② 一個顯示傳感器模塊；③ 三個輸出傳感器模塊；④ 三個模擬輸出AO功能塊；⑤ 一個比例積分微分PID功能塊；⑥ 一個輸出信號選擇SPLT功能塊；⑦ 一個輸入信號選擇ISS功能塊；⑧ 一個通用算術(shù)運算ARTH功能塊； 輸出氣壓信號變換器FP302它將現(xiàn)場總線的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成一路標準氣壓信號（—），用于現(xiàn)場總線系統(tǒng)對氣動調(diào)節(jié)閥或氣動執(zhí)行器的控制。（20PSI）的氣源。硬件組成有：主板、輸出板、顯示板和液晶顯示器。其中輸出板完成信號轉(zhuǎn)換、信號隔離、數(shù)模轉(zhuǎn)換（D/A）成模擬電量，通過噴咀擋板機構(gòu)轉(zhuǎn)換成氣壓信號，經(jīng)功率放大后，一路通過動傳感器形成負反饋，—（315PSI）到氣動執(zhí)行器。 FP302框圖從現(xiàn)場總線的角度看，現(xiàn)場總線儀表只是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，只與其功能塊交換信息。FP302有如下功能塊：① 一個物理模塊；② 一個顯示傳感器模塊；③ 一個輸出傳感器模塊；④ 一個模擬輸出AO功能塊；⑤ 一個比例積分微分PID功能塊；⑥ 一個輸出信號選擇SPLT功能塊；⑦ 一個輸入信號選擇ISS功能塊；⑧ 一個通用算術(shù)運算ARTH功能塊；三、外圍設(shè)備 如果要構(gòu)成一個現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，除了接口設(shè)備和現(xiàn)場總線儀表之外，還需要有一些輔助部件，例如：電纜、電源、阻抗匹配器、端子、接線盒、安全柵及重發(fā)器等。專用電源PS302PS302是一種開關(guān)電源，非本安型，具有短路及過流保護，可冗余配置。輸入電壓：90—260VAC，47—440Hz或127—367VDC。輸出：電壓：+24V177。1%，20mVpp；電流：0—。 電源阻抗匹配器PSI302PSI302為非隔離的有源阻抗匹配器，防止信號失真。端子BT302BT302為總線信號阻抗匹配器，主要抑制反射效應(yīng)引起的失真，它由一個100Ω的電阻和1μF的電容串聯(lián)而成。端子必須成對出現(xiàn)。本質(zhì)安全柵及重發(fā)器SB302在危險場合使用現(xiàn)場總線必須使用安全柵SB302，它與常規(guī)的模擬儀表安全柵不同，既要起隔離作用，又要完成通信，同時要提供電源，它是網(wǎng)絡(luò)的一部分。主要參數(shù)如下：保險絲：安全區(qū)250mA，危險區(qū)100mA。隔離：安全區(qū)250V，安全區(qū)與危險區(qū)之間1500V。輸入電壓：2435VDC，Imax=120mA。輸出：在最大電流條件下，柵末端可利用電壓11 VDC，Im=60mA。第三節(jié) FCS的軟件組成 現(xiàn)場總線系統(tǒng)最具特色的是它的通信部分的硬軟件。但當現(xiàn)場信號傳入計算機后，還要進行一系列的處理。它作為一個完整的控制系統(tǒng)，仍然需要具有類似于DCS或其他計算機控制系統(tǒng)那樣的控制軟件、人機接口軟件。當然，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)軟件有繼承DCS等控制軟件的部分，也有在它們的基礎(chǔ)上前進發(fā)展和具有自己特色的部分。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)軟件是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)集成、運行的重要組成部分。 FCS的軟件體系主要有組態(tài)軟件、監(jiān)控軟件、設(shè)備管理軟件組成。一、 現(xiàn)場總線組態(tài)軟件SYSCON 組態(tài)軟件包括通信組態(tài)與控制系統(tǒng)組態(tài)。生成各種控制回路，通信關(guān)系。明確系統(tǒng)要完成的控制功能，各控制回路的組成結(jié)構(gòu)，各回路采取的控制方式與策略；明確節(jié)點與節(jié)點間的通信關(guān)系。以便實現(xiàn)各現(xiàn)場儀表之間、現(xiàn)場儀表與監(jiān)控計算機之間以及計算機與計算機之間的數(shù)據(jù)通信。Smar公司的現(xiàn)場總線組態(tài)軟件SYSCON是一個強有力的對用戶非常友好的軟件工具，安裝在控制站的工控機中，支持Windows 95/98，通過一臺PC可以對基于FieldBus的系統(tǒng)及現(xiàn)場總線儀表進行組態(tài)、維護和操作。即可以在線組態(tài)，也可以離線組態(tài)。組態(tài)步驟是：首先進行系統(tǒng)組態(tài)、分配地址和指定位號；然后進行現(xiàn)場總線儀表中的功能塊組態(tài)、連接和參數(shù)設(shè)置；最后通過安裝在工控機中的PCI卡，按照預(yù)先設(shè)定的地址，下裝到掛接在每個通道上的現(xiàn)場總線儀表中。下裝完成的同時，現(xiàn)場總線儀表便可在Master的調(diào)度下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信并進行控制。二、 常用功能塊在PCI卡和每臺現(xiàn)場總線儀表中均內(nèi)置有許多功能模塊，每個功能塊根據(jù)專門的算法及內(nèi)部設(shè)置的控制參數(shù)處理輸入，產(chǎn)生的輸出便于其它功能塊應(yīng)用。這些模塊包括AI（模擬輸入）、AO（模擬輸出）、PID（PID運算）、ISS（輸入選擇）、ARTH（算術(shù)）、INTG（累積）、CHAR（特征化）和SPLT（輸出選擇）功能塊等17種。用戶可以通過策略組態(tài)軟件SYSCON對這些功能模塊進行靈活連接來實現(xiàn)自己的控制策略。 模擬輸入（AI）功能塊 AI功能塊AI功能塊接收傳感器模塊的數(shù)據(jù)，可以完成工藝參數(shù)定標、線性化處理、輸入信號濾波、報警、工作方式選擇等工作，經(jīng)處理的信號轉(zhuǎn)換成其它模塊可以接收的輸出。 比例積分微分（PID）功能塊 PID功能塊PID功能塊是控制模塊，能完成P、PI、PID、前饋和跟蹤等功能，即可以完成常規(guī)調(diào)節(jié)，又可以完成串級調(diào)節(jié)?？梢赃M行工作方式選擇、手/自動切換、濾波時間、報警限、速率限制和無擾切換設(shè)置。其給定值和正、反作用是根據(jù)工程要求設(shè)置的，其增益、積分時間、微分時間是根據(jù)綜合應(yīng)用經(jīng)驗設(shè)置的。 模擬輸出（AO）功能塊 AO功能塊AO功能塊從其它功能塊接收信號，可以實現(xiàn)工作方式選擇、速率限制、高/低限報警、風開/風關(guān)選擇和閥位保持等功能。在控制回路中用作輸出單元，其輸出一定接到輸出傳感器模塊，并同硬件兼容。 通用算術(shù)運算（ARTH）功能塊 ARTH功能塊ARTH功能塊有IN、ININININ4共5個輸入端，主要完成加、減、乘、除、求和、開方、乘方、超前、滯后等運算。它可以完成8種運算公式的一種運算，每個公式有KKKKKK6共6個系數(shù)。通過選擇公式和設(shè)置系數(shù)，可以完成不同的計算任務(wù)。 輸入信號選擇（ISS）功能塊 ISS功能塊ISS功能塊從多達三個輸入中進行選擇，并根據(jù)組態(tài)作用產(chǎn)生一個輸出，例如：高選、低選、選中間值。若需要從二個輸入中選擇一個輸出是通過IND的狀態(tài)是‘0’還是‘1’來控制的，它還可以把可疑值作為好值處理。 信號特征化（CHAR）功能塊 CHAR功能塊CHAR功能塊具有二個輸入和二個輸出，輸出是輸入的非線形函數(shù)，由二十個點的XY坐標查找表確定函數(shù)關(guān)系。IN1對應(yīng)OUT1；IN2對應(yīng)OUT2。X對應(yīng)輸入，Y對應(yīng)輸出。當BYPASS=1時，IN1=OUT1；IN2=OUT2。當REVERSE=1時，IN2=Y；OUT2=X。 累加（INTG）功能塊 INTG功能塊INTG功能塊按時間函數(shù)對輸入變量進行積分或?qū)斎朊}沖計數(shù)進行累加。常常用作流量累積得到一定時間內(nèi)的總質(zhì)量流量或總體積流量，也可以累加能量得到總能量。記數(shù)可以是正向，也可以是反向?？梢允褂脡闹怠？梢栽O(shè)定記數(shù)值，時間到通過OUTTRIP進行控制。 輸出信號選擇（SPLT）功能塊 SPLT功能塊SPLT功能塊是控制模塊，用作分程控制、順序控制和輸出選擇器。當ATYPE=1時，SPLT作為輸出選擇器使用，若IND=0，OUT1輸出；若IND=1，OUT2輸出；當ATYPE=2或3時，SPLT作為分程器使用，只是功能不同。其它九個功能塊是AALM、CIAD、CIDD、COAD、CODD、SPG、ABR、DBR、DENS，若要詳細了解，可參照相關(guān)參考資料。三、 監(jiān)控軟件 監(jiān)控軟件是必備的直接用于生產(chǎn)操作和監(jiān)視的控制軟件包，其功能十分豐富，流行的有：FIX、INTOUCH、AIMAX、VISCON等。該系統(tǒng)選用AIMAX，要完成的主要任務(wù)有： （1）實時數(shù)據(jù)采集。將現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)送入計算機，并置入實時數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)位置。 （2）常規(guī)控制計算與數(shù)據(jù)處理。如標準PID，積分分離，超前滯后，比例，一階、二階慣性濾波，高選、低選，輸出限位等。 （3）優(yōu)化控制。在數(shù)學(xué)模型的支持下，完成監(jiān)控層的各種先進控制功能，如卡邊控制、專家系統(tǒng)、預(yù)測控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等。 （4）邏輯控制。完成如開、停車等順序啟停過程。 （5）報警監(jiān)視。監(jiān)視生產(chǎn)過程的參數(shù)變化，并對信號越限進行相應(yīng)的處理，如聲光報警等。 （6）運行參數(shù)的畫面顯示。帶有實時數(shù)據(jù)的流程圖、棒圖顯示，歷史趨勢顯示等。（7）報表輸出。完成生產(chǎn)報表的打印輸出。（8）操作與參數(shù)修改。實現(xiàn)操作人員對生產(chǎn)過程的人工干預(yù)，修改給定值、控制參數(shù)和報警限等。四、設(shè)備管理自動化儀表的設(shè)備管理是現(xiàn)場總線儀表發(fā)展引出的新概念。由于模擬儀表只能提供過程參數(shù)的測量信號，不能提供任何別的信息，因而設(shè)備管理無從談起。隨著工廠越來越嚴格的質(zhì)量標準及法規(guī)要求，人們對現(xiàn)場測量和控制設(shè)備的要求隨之提高，不僅要求現(xiàn)場設(shè)備能提供過程參數(shù)的測量信息，還要能提供包括設(shè)備自身及過程的某些診斷信息，管理信息等。而由于現(xiàn)場總線儀表內(nèi)部各種專用集成電路技術(shù)、以及現(xiàn)場總線其他軟硬件技術(shù)的發(fā)展，有條件賦予現(xiàn)場設(shè)備更多，更強的智能化功能。在現(xiàn)場總線設(shè)備通過現(xiàn)場總線傳送的數(shù)字信號中，除了過程變量的測量值以外，還含有設(shè)備運行的狀態(tài)信息以及設(shè)備制造商提供的設(shè)備制造信息等?，F(xiàn)場總線設(shè)備管理系統(tǒng)的目的就是充分發(fā)揮智能設(shè)備各種功能與信息的作用，讓它們?yōu)樘岣哌^程控制和管理水平服務(wù)。這里的設(shè)備管理包括對現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的現(xiàn)場智能儀表的管理、操作和維護。充分運用現(xiàn)場總線儀表所賦予的豐富的管理信息，直觀、全面地反映現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，以便把傳統(tǒng)經(jīng)驗型的，被動的維護管理模式，改變成可預(yù)測性的設(shè)備管理與維護模式。例如FisherRosemount公司推出的設(shè)備管理系統(tǒng)（AMS）。第四節(jié) 應(yīng)用實例—煉油廠現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 勝華煉油廠50萬噸/年常減壓蒸餾氧化瀝青聯(lián)合裝置包括：電