FF总线关键技术专业资料.doc

摘要：本文简介了 FF 现场总线智能仪表种类及功能块技术，给出了 FF 智能仪表在惯用控制回路中组态办法和注意事项，阐明了 FF 智能仪表优势和特点。核心词：FF 现场总线；智能仪表；功能块；组态Abstract:The different kinds of FF intelligent instruments and function block technology are introduced. The configuration method of FF intelligent instruments and notice details in normal control loops are put forward. The advantages and characteristic of FF intelli-gent instruments are shown.Keywords：Fundation Fieldbus;Intelligent Instrument；Function Block；Configuration1 引言现场总线技术发展增进了现场仪表数字化、智能化、网络化。国内“九五”攻关以来，HART 合同和 FF合同智能仪表与系统开发得到迅速发展，并已获得有关成果。但是由于现场总线是一项新技术，并且 FF 智能仪表组态参数颇多，对现场调试和维护人员专业知识、技术水平等规定升高。因而本文从实际应用角度简介 FF 智能仪表及其组态技术，以利于 FF 智能仪表推广应用。2 FF 智能仪表FF 智能仪表是嵌入微解决器、实时嵌入式操作系统和 FF 现场总线合同栈，具备传感测量、数字通信、自动补偿、自动诊断、分散控制、信息存储等功能仪表。当前，国际上较为常用 FF 现场总线智能仪表类型及用途重要有如下几种。(1)IF 表，亦称 “电流信号到现场总线信号变送器”，它是将 420mA 电流信号转换成现场总线信号,用于将老式4-20mA输出模仿仪表连接到现场总线控制系统中，合用于公司控制系统改造，可以很大限度上保护顾客原有可运用模仿仪表资源，减少顾客投资。(2)FI 表，亦称“现场总线到电流信号变送器”，它是将现场总线信号转换成 4-20mA 电流信号，用于现场总线控制设备与需要4-20mA 电流输入信号仪表连接，也是现场总线与 4-20mA 电流控制执行机构及控制装置控制信号转换设备，合用于现场总线控制系统与 420mA 电气转换器或电动调节阀连接，有助于保存公司控制系统改造中可运用执行设备。(3)TT 表，亦称“现场总线温度变送器”，它是将PT100、CU50 等热电阻信号转换成现场总线信号，合用于现场总线控制系统中对温度信号采集。(4)PT 表 (LD)，亦称 “现场总线智能压力变送器”，它是将压力信号转换成现场总线信号，合用于现场总线控制系统中对压力、流量、液位等信号采集。(5)FP 表，亦称“现场总线到气动信号转换器”，它是将从总线接受输入信号按比例转换成 3- 15psi 气压信号，连接到非现场总线类型气动阀门定位器上，用于代替模仿电/气转换器，控制系统中气动阀门。(6)FY 表，亦称“现场总线气动阀门定位器”，它是将现场总线信号转换成相应压力输出控制阀门到所需位置，实现气动阀门定位控制。3 功能块功能块是参数、算法和事件三者完整构成。它由输入参数、输出参数、内含参数及操作算法定义，并使用一种位号(Tag)和一种 OD 索引辨认。功能块执行是按周期性调度或事件驱动。功能块外部连接构造具备通用性，左边是一组输入参数，右边是一组输出参数。不同功能块重要是内部执行算法和实现功能不同。FF 现场总线智能仪表含 10 种原则功能块，如表1 所示。4 FF 仪表组态技术4.1 功能块连接现场总线控制系统组态核心是对现场总线设备中功能块参数配备和对功能块关系组合、连接及对功能块调度参数调节。本节以流程行业应用比较广泛 PID 控制和串级控制为例，简介 FF 智能仪表组态办法。组态时一种功能输入参数只能与另一种功能块输出参数连接，输出参数只能与另一种功能块输入参数连接。PID 控制和串级控制功能块连接如图 1、图 2 所示。4.2 功能块重要参数配备本节以焦化厂焦炉煤气主管压力流量串级控制为例,简介 FF 智能仪表功能块重要参数配备。焦炉煤气主管压力流量串级控制是通过检测煤气主管压力和主管流量，调节主管翻板开度。其中压力控制做主回路，流量控制做副回路。控制回路仪表及检测参数状况如表 2 所示，参照图 2，各功能块参数配备如表3-表5所示。FF 智能仪表在控制系统中体现出抗干扰能力强、可远程校准、有自诊断功能、连接以便等特点，具备广泛应用前景。4.4 组态注意事项(1) 每次修改仪表功能块参数时，一方面要把功能块目的模态选取为 OOS 状态(Out Of Service)，仪表实际模态处在 OOS 状态时才干更改参数，更改后再把功能块目的模态选取为 Auto 等所需状态。(2) 当 PID 功能块实际模态是 “IMAN”或在“IMAN”和“AUTO”之间切换时，阐明 PID 和 AO 功能块之间通信有问题，可以通过调节功能块调度间隔时间来消除。(3) 如果设备以暂时地址上线，阐明该设备与总线上其他设备地址有冲突。将其地址更改为总线上设备没有用过可用地址即可解决问题。(4)对系统有用 AI、AO、PID 等功能块一定要加到功能块调度应用，并下载到仪表中，否则功能块实际模态将不能离开 OOS 状态进入 Auto0.9559 时，可得到最佳分类矩阵，原始数据分为 7 类:1，2，b，c，3，4，5，6，a，7。此时分类矩阵如下:对得到上述分类成果作进一步计算，得最后分类矩阵和最后聚类中心:最后分类矩阵:最后聚类中:依照上述分析，诊断成果为：待检数据 a 表白角限位器失常，待检数据 b 和 c 表白控制板浮现了故障。工程技术人员据此可以制定出排除故障办法和环节，从而迅速排除所发现故障。可以看出，此种办法易于实现实时化、智能化故障诊断。通过实例检查表白,理论计算与现场检查成果相符。证明该办法具备良好实际应用前景,为复杂系统故障诊断提供了一种良好途径。3 结束语本文阐述了自行火箭炮电传动装置故障诊断新办法，该办法通过模糊理论可以实现对人类主观和实践经验中不拟定或不完全知识运用，从而对故障类型进行成功地最精确分类鉴定。在部队进行火箭炮训练中，一旦浮现故障，运用该办法可以迅速精确地鉴定故障类型，操作者可以依照故障类型采用恰当办法迅速地排除故障，使火箭炮技术保障能力大大提高，具备非常明显经济和军事效益。摘要：本文简介了 FF 现场总线智能仪表种类及功能块技术，给出了 FF 智能仪表在惯用控制回路中组态办法和注意事项，阐明了 FF 智能仪表优势和特点。核心词：FF 现场总线；智能仪表；功能块；组态Abstract:The different kinds of FF intelligent instruments and function block technology are introduced. The configuration method of FF intelligent instruments and notice details in normal control loops are put forward. The advantages and characteristic of FF intelli-gent instruments are shown.Keywords：Fundation Fieldbus;Intelligent Instrument；Function Block；Configuration1 引言现场总线技术发展增进了现场仪表数字化、智能化、网络化。国内“九五”攻关以来，HART 合同和 FF合同智能仪表与系统开发得到迅速发展，并已获得有关成果。但是由于现场总线是一项新技术，并且 FF 智能仪表组态参数颇多，对现场调试和维护人员专业知识、技术水平等规定升高。因而本文从实际应用角度简介 FF 智能仪表及其组态技术，以利于 FF 智能仪表推广应用。2 FF 智能仪表FF 智能仪表是嵌入微解决器、实时嵌入式操作系统和 FF 现场总线合同栈，具备传感测量、数字通信、自动补偿、自动诊断、分散控制、信息存储等功能仪表。当前，国际上较为常用 FF 现场总线智能仪表类型及用途重要有如下几种。(1)IF 表，亦称 “电流信号到现场总线信号变送器”，它是将 420mA 电流信号转换成现场总线信号,用于将老式4-20mA输出模仿仪表连接到现场总线控制系统中，合用于公司控制系统改造，可以很大限度上保护顾客原有可运用模仿仪表资源，减少顾客投资。(2)FI 表，亦称“现场总线到电流信号变送器”，它是将现场总线信号转换成 4-20mA 电流信号，用于现场总线控制设备与需要4-20mA 电流输入信号仪表连接，也是现场总线与 4-20mA 电流控制执行机构及控制装置控制信号转换设备，合用于现场总线控制系统与 420mA 电气转换器或电动调节阀连接，有助于保存公司控制系统改造中可运用执行设备。(3)TT 表，亦称“现场总线温度变送器”，它是将PT100、CU50 等热电阻信号转换成现场总线信号，合用于现场总线控制系统中对温度信号采集。(4)PT 表 (LD)，亦称 “现场总线智能压力变送器”，它是将压力信号转换成现场总线信号，合用于现场总线控制系统中对压力、流量、液位等信号采集。(5)FP 表，亦称“现场总线到气动信号转换器”，它是将从总线接受输入信号按比例转换成 3- 15psi 气压信号，连接到非现场总线类型气动阀门定位器上，用于代替模仿电/气转换器，控制系统中气动阀门。(6)FY 表，亦称“现场总线气动阀门定位器”，它是将现场总线信号转换成相应压力输出控制阀门到所需位置，实现气动阀门定位控制。3 功能块功能块是参数、算法和事件三者完整构成。它由输入参数、输出参数、内含参数及操作算法定义，并使用一种位号(Tag)和一种 OD 索引辨认。功能块执行是按周期性调度或事件驱动。功能块外部连接构造具备通用性，左边是一组输入参数，右边是一组输出参数。不同功能块重要是内部执行算法和实现功能不同。FF 现场总线智能仪表含 10 种原则功能块，如表1 所示。4 FF 仪表组态技术4.1 功能块连接现场总线控制系统组态核心是对现场总线设备中功能块参数配备和对功能块关系组合、连接及对功能块调度参数调节。本节以流程行业应用比较广泛 PID 控制和串级控制为例，简介 FF 智能仪表组态办法。组态时一种功能输入参数只能与另一种功能块输出参数连接，输出参数只能与另一种功能块输入参数连接。PID 控制和串级控制功能块连接如图 1、图 2 所示。4.2 功能块重要参数配备本节以焦化厂焦炉煤气主管压力流量串级控制为例,简介 FF 智能仪表功能块重要参数配备。焦炉煤气主管压力流量串级控制是通过检测煤气主管压力和主管流量，调节主管翻板开度。其中压力控制做主回路，流量控制做副回路。控制回路仪表及检测参数状况如表 2 所示，参照图 2，各功能块参数配备如表3-表5所示。FF 智能仪表在控制系统中体现出抗干扰能力强、可远程校准、有自诊断功能、连接以便等特点，具备广泛应用前景。4.4 组态注意事项(1) 每次修改仪表功能块参数时，一方面要把功能块目的模态选取为 OOS 状态(Out Of Service)，仪表实际模态处在 OOS 状态时才干更改参数，更改后再把功能块目的模态选取为 Auto 等所需状态。(2) 当 PID 功能块实际模态是 “IMAN”或在“IMAN”和“AUTO”之间切换时，阐明 PID 和 AO 功能块之间通信有问题，可以通过调节功能块调度间隔时间来消除。(3) 如果设备以暂时地址上线，阐明该设备与总线上其他设备地址有冲突。将其地址更改为总线上设备没有用过可用地址即可解决问题。(4)对系统有用 AI、AO、PID 等功能块一定要加到功能块调度应用，并下载到仪表中，否则功能块实际模态将不能离开 OOS 状态进入 Auto0.9559 时，可得到最佳分类矩阵，原始数据分为 7 类:1，2，b，c，3，4，5，6，a，7。此时分类矩阵如下:对得到上述分类成果作进一步计算，得最后分类矩阵和最后聚类中心:最后分类矩阵:最后聚类中:依照上述分析，诊断成果为：待检数据 a 表白角限位器失常，待检数据 b 和 c 表白控制板浮现了故障。工程技术人员据此可以制定出排除故障办法和环节，从而迅速排除所发现故障。可以看出，此种办法易于实现实时化、智能化故障诊断。通过实例检查表白,理论计算与现场检查成果相符。证明该办法具备良好实际应用前景,为复杂系统故障诊断提供了一种良好途径。3 结束语本文阐述了自行火箭炮电传动装置故障诊断新办法，该办法通过模糊理论可以实现对人类主观和实践经验中不拟定或不完全知识运用，从而对故障类型进行成功地最精确分类鉴定。在部队进行火箭炮训练中，一旦浮现故障，运用该办法可以迅速精确地鉴定故障类型，操作者可以依照故障类型采用恰当办法迅速地排除故障，使火箭炮技术保障能力大大提高，具备非常明显经济和军事效益。基金会现场总线FF优势盘点自基金会现场总线面世以来，以她特有技术优势斐声海内外，成为过程控制无可争议主打系统，受到了顾客好评，纵观其特点，可归结于如下几方面，提纲携领观其大概。一、基金会现场总线十大技术特点1）有底层H1现场总线，通信速率为31.25kbps，合用于持续过程自动化控制。也有高层数据通信以太网络HSE，满足断续控制、批量控制和信息集成。系统采用总线供电模式,并具备本质安和非本质安全型，适于不同安全级别选用。2）信息传播物理层规定参数可变，适于老系统旧设备改造。3）系统规模可变，从一种回路三台设备到上万个回路数十万台现场设备皆可构成现场总线系统。4）控制功能彻底分散，减少系统互相之间影响以及增强了防御系统崩溃危险性。5）设备管理有序，设备有设备制造商提供序列号（位号）、顾客设立操作代号和网段地址代码，为设备管理和组态提供了方面。6）有高速HSE可形成若干个H1子系统集成，并提供网络介质网段和设备冗余。7）具备完善基本功能块、先进功能模块和柔性功能模块，满足各种控制算法规定，以及不同控制模式对不同宏周期时间规定。8）具备先进设备描述语言EDDL，顾客可依照需要编制顾客应用程序。9）H1设备和HSE系统具备互相兼容可互操作性。10）系统可实现虚拟设备设立和模仿状态开车。二、基金会现场总线顾客获益十大源泉1）系统总体维护时间减少2078%，生产成本大幅度减少。2）现场设备事故前期信号自动显示，出当前操作平台上，设备故障寻查时间减少90%3）系统开车前，组态工作用EDDL语言和图示化编程完毕，组态时间减少66%以上。4）设备调试时间比模仿仪表减少50%以上。5）系统正常运营时无效和重复工作量减少60%以上，维护工作量少而有效。6）节约工程费用，工程硬件设备电缆、接线端子、控制柜、控制间面积等大量减少。7）设备运营平稳，事故停车和非事故停车大大减少，生产效率提高。8）采用先进控制使受控系统耗能减少，次品率减低。9）可以配备更先进工业在线分析仪器、实时监测系统，减少废物排放量，乃至提高可回收物资数量。10）工厂或车间安装系统资源管理，提高底层信息使用量，迅速形成高层网络管理决策。三、基金会现场总线五大核心技术1）先进数字曼彻斯特编码技术，可与地球时钟同步，完美系统实时性。2）网络传播信号保真技术，提供完善网络连接方式。3）功能块功能调度网络组态技术，保证系统安全运营，不断车、控制不间断。4）设备信息上传，提供设备自诊断功能和前置故障解决等技术。5）高速总线HSE网络跨接技术，受控对象可扩展到非持续控制领域。四、基金会现场总线五大保障体系1）采用统一原则芯片内核，软件一致性通过严格测试。2）现场设备和控制系统通过严格可互操作性测试，保证不同公司产品具备互换性和可互操作性。3）资源互享，全世界80%以上设备制造商，以及多达350个重要成员参加到现场总线基金会。4）服务体系遍及重要发达国家和地区，完善培训系统和演示系统便于顾客尽快进入角色。5）基金会总线与全世界自动化原则组织协调一致动作，保证后续开发技术延续性和可借用性。FF（Fieldbus Foundation）现场总线发展动态现场总线基金会自1984年成立以来，通过十年发展，已经形成了一种开放、全数字化工业通信系统，并在上世纪末开始进入中华人民共和国市场，推动了中华人民共和国工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成应用，本文就其发展过程和特点概括地简介一下。 （一） 应用状况 一种开放式总线合同，很重要一点就是有多少设备支持这个合同。否则，这个合同开放性就没故意义了。从起，支持FF总线产品越来越多。据记录，通过FF基金会认证注册产品增长了24%，合计达到137种。其中，压力仪表32种，温度仪表12种，流量仪表19种，物位仪表12种，分析仪表16种，阀门类仪表30种，高速以太网联接设备5种，调节仪表1中，其她仪表10种。有10个公司控制系统可以联接FF总线H1网段。它们是 ABB，Emerson（Delta-V） Honeywell（Plantscape，Experion PKS） Invensys， Smar（System302） Yamatake（Industrial DEO）， Yokogawa（Centum，Stardom）。 在详细工程方面，截至6月，全球已经安装FF总线仪表达到205，000台，已经安装系统达到4000个。其应用领域如表一所示。 表一 此外，日本横河株式会社也有一组FF总线系统应用领域记录数字。其中， 化工31%， 石化21% 炼油12%， 石油天然气8% 食品制药3%， 电力3% 水解决3%， 钢铁矿山3% 造纸2%， 水泥1% 其她13%。 从以上数据不难看出，石油、天然气、石油化工、化工领域项目数占FF总线所有项目数44.9%，阐明石化领域当前是FF总线最重要应用领域。 国际上知名自动化征询公司ARC征询集团今年7月对60各种现场总线顾客、系统集成商和OEM厂商就她们对各种现场总线看法、使用领域、体现价值以及投资回报状况作了一次调查，结论如下： （1）顾客已经开始把现场总线技术纳入她们采购仪表和系统选取对象。在各种现场总线合同中，基本集中在FF总线和PROFIbus两种。在这两种总线选取中，有23% 顾客已经安装了FF总线H1系统，15% 顾客在将来三年内有筹划安装H1系统。对于HSE设备，由于该技术刊登时间不长，因此只有2%顾客已经安装了这种设备，但是有21%顾客表达在三年之内将安装HSE设备。 PROFIbus PA状况是，有9%顾客已经安装PROFIbus PA设备，有6%顾客打算在三年内安装这种设备。同步有18% 顾客已经安装了PROFIbus DP设备，并有12% 顾客有此后购买这种设备意向。 （2）在应用项目规模上，当前重要用于中小项目。被调核对象项目数大体状况如表二所示。 表二 但事实上，现场总线系统已经逐渐在大型和超大型规模系统中得到采用。据报道，当前已经在使用FF总线系统最大规模已经达到1台仪表。国内广西惠州新建大型石化装置约采用数千台FF总线仪表，自动化总投资达到5000万美元。上海SECCO新建石化装置也所有采用FF总线技术和仪表，合同金额达到3000万美元。 （3）ARC还对现场总线采用是作为新装置还是老装置扩张还是替代老装置状况做了调查。针对这60各种顾客，其成果是如表三所示。从表中可以看出，顾客在设计新装置和替代老DCS、PLC系统时，考虑采用现场总线比例已经超过60%，也就是说，顾客开始逐渐接受现场总线技术了。 表三 当前在国内已经安装FF总线系统已经超过100个，固然大某些是中小系统。近来报道厦门湘鲁（音译）石化有限公司，一期投资为6亿美元。生产纯净对苯二酸，是世界上第一种在本安区域使用FF总线PTA工厂。该系统在本安区域，有161个网段，挂接742台FF总线设备。此外自备锅炉尚有38个网段，挂接173台FF总线设备。平均一种网段挂接4台设备。采用系统是Emerson公司产品。 （二） 关于国际原则 由于各方利益冲突，致使9种现场总线合同都包括在IEC-61158国际原则中。但是，这种状况却是顾客所不欢迎。因而，各现场总线合同组织又开始互相合伙，但愿在合同应用层形成统一规范，从而使顾客在使用中得到以便。 FF、HART和PROFIbus已经构成联合小组，加强在设备描述语言（DDL）方面开发。她们但愿在既有IEC61804-Part 2基本上，开发出通用规范，满足比较复杂功能模块规定。例如实现阀门特性，传感器校验曲线，运营趋势曲线等功能。这项规范联合开发制定了四个前提：（1）既有DD和EDD应能继续使用，不做任何修改；（2）新元素应当有独立操作系统和合同；（3）以IEC 61804-2 EDDL为开发基本；（4）要保护顾客和制造商投资利益。该规范分为两某些。第一某些是以IEC 61804-1过程控制功能块第一某些为基本制定，名称为“系统全貌”；第二某些是以IEC61804-2过程控制模块第二某些为基本制定，名称为“功能块概念和电子设备描述语言规范”。这两某些草稿已经在各球循环投票。筹划在今年7月，结束这5个月循环投票，并准备好国际原则草案（DIF）。7月8日到8月15日，准备国际原则最后草案投票文献。8月15日开始为期2个月最后草案国际原则投票。10月15日投票结束。争取11月1日成为正式国际原则。该原则发布对此后不同总线之间互通信息将大有好处。尽管在工厂里也许采用了不同总线产品和系统，但顾客将可以用统一界面和办法对不同系统进行组态。 另一种重要原则是关于本质安全防爆原则。FF总线提出了现场总线构造下本质安全防爆新模型，叫做FISCO。FISCO提出，只要电缆参数处在给定限制值内，电缆电容值和电感值不必再集中考虑，而仍能保证系统安全。同样，FISCO概念下安全栅也不用规定电容和电感容许值，因而，可以比老式安全栅连接更多设备。这项新技术已经被IEC批准为技术规范（但不是原则）。美国仪表学会（ISA）SP12小组正在努力，要把FISCO列入美国国标（ANSI）。 （三） 关于技术发展 ，FF基金会在技术发展方面提出了三个项目。它们是灵活功能模块(FB CiHBA)规范，HSE冗余系统规范和安全仪表系统规范。 灵活功能模块规范是在FF总线基本功能模块和先进功能模块基本上，为了满足离散控制、批量控制和混合控制规定，开发一种新型功能模块。它输入、输出通道和编号以及内部控制算法所有都由顾客组态拟定。只是把功能模块装在Function Block Shell里面，可以在FF总线合同下运营。这种完全由顾客自己拟定功能模块不能装在现场仪表内，而是从上位设备进行软件下载，通过HSE、H1途径装入现场仪表运营。在FF网站上还发布了灵活功能模块应用范例。涉及脱甲烷塔多变量控制，顺序静态启动，冷却水变速驱动控制，液位简朴开关量逻辑控制，维她命C发酵批量控制等。但是，业内专家以为，灵活功能模块开发必然会牵涉设备描述语言（DD）生成技术。而这项技术是被FF基金会垄断。因此普通公司将无法自己进行开发。FF（Fieldbus Foundation）现场总线发展动态现场总线基金会自1984年成立以来，通过十年发展，已经形成了一种开放、全数字化工业通信系统，并在上世纪末开始进入中华人民共和国市场，推动了中华人民共和国工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成应用，本文就其发展过程和特点概括地简介一下。 （一） 应用状况 一种开放式总线合同，很重要一点就是有多少设备支持这个合同。否则，这个合同开放性就没故意义了。从起，支持FF总线产品越来越多。据记录，通过FF基金会认证注册产品增长了24%，合计达到137种。其中，压力仪表32种，温度仪表12种，流量仪表19种，物位仪表12种，分析仪表16种，阀门类仪表30种，高速以太网联接设备5种，调节仪表1中，其她仪表10种。有10个公司控制系统可以联接FF总线H1网段。它们是 ABB，Emerson（Delta-V） Honeywell（Plantscape，Experion PKS） Invensys， Smar（System302） Yamatake（Industrial DEO）， Yokogawa（Centum，Stardom）。 在详细工程方面，截至6月，全球已经安装FF总线仪表达到205，000台，已经安装系统达到4000个。其应用领域如表一所示。 表一 此外，日本横河株式会社也有一组FF总线系统应用领域记录数字。其中， 化工31%， 石化21% 炼油12%， 石油天然气8% 食品制药3%， 电力3% 水解决3%， 钢铁矿山3% 造纸2%， 水泥1% 其她13%。 从以上数据不难看出，石油、天然气、石油化工、化工领域项目数占FF总线所有项目数44.9%，阐明石化领域当前是FF总线最重要应用领域。 国际上知名自动化征询公司ARC征询集团今年7月对60各种现场总线顾客、系统集成商和OEM厂商就她们对各种现场总线看法、使用领域、体现价值以及投资回报状况作了一次调查，结论如下： （1）顾客已经开始把现场总线技术纳入她们采购仪表和系统选取对象。在各种现场总线合同中，基本集中在FF总线和PROFIbus两种。在这两种总线选取中，有23% 顾客已经安装了FF总线H1系统，15% 顾客在将来三年内有筹划安装H1系统。对于HSE设备，由于该技术刊登时间不长，因此只有2%顾客已经安装了这种设备，但是有21%顾客表达在三年之内将安装HSE设备。 PROFIbus PA状况是，有9%顾客已经安装PROFIbus PA设备，有6%顾客打算在三年内安装这种设备。同步有18% 顾客已经安装了PROFIbus DP设备，并有12% 顾客有此后购买这种设备意向。 （2）在应用项目规模上，当前重要用于中小项目。被调核对象项目数大体状况如表二所示。 表二 但事实上，现场总线系统已经逐渐在大型和超大型规模系统中得到采用。据报道，当前已经在使用FF总线系统最大规模已经达到1台仪表。国内广西惠州新建大型石化装置约采用数千台FF总线仪表，自动化总投资达到5000万美元。上海SECCO新建石化装置也所有采用FF总线技术和仪表，合同金额达到3000万美元。 （3）ARC还对现场总线采用是作为新装置还是老装置扩张还是替代老装置状况做了调查。针对这60各种顾客，其成果是如表三所示。从表中可以看出，顾客在设计新装置和替代老DCS、PLC系统时，考虑采用现场总线比例已经超过60%，也就是说，顾客开始逐渐接受现场总线技术了。 表三 当前在国内已经安装FF总线系统已经超过100个，固然大某些是中小系统。近来报道厦门湘鲁（音译）石化有限公司，一期投资为6亿美元。生产纯净对苯二酸，是世界上第一种在本安区域使用FF总线PTA工厂。该系统在本安区域，有161个网段，挂接742台FF总线设备。此外自备锅炉尚有38个网段，挂接173台FF总线设备。平均一种网段挂接4台设备。采用系统是Emerson公司产品。 （二） 关于国际原则 由于各方利益冲突，致使9种现场总线合同都包括在IEC-61158国际原则中。但是，这种状况却是顾客所不欢迎。因而，各现场总线合同组织又开始互相合伙，但愿在合同应用层形成统一规范，从而使顾客在使用中得到以便。 FF、HART和PROFIbus已经构成联合小组，加强在设备描述语言（DDL）方面开发。她们但愿在既有IEC61804-Part 2基本上，开发出通用规范，满足比较复杂功能模块规定。例如实现阀门特性，传感器校验曲线，运营趋势曲线等功能。这项规范联合开发制定了四个前提：（1）既有DD和EDD应能继续使用，不做任何修改；（2）新元素应当有独立操作系统和合同；（3）以IEC 61804-2 EDDL为开发基本；（4）要保护顾客和制造商投资利益。该规范分为两某些。第一某些是以IEC 61804-1过程控制功能块第一某些为基本制定，名称为“系统全貌”；第二某些是以IEC61804-2过程控制模块第二某些为基本制定，名称为“功能块概念和电子设备描述语言规范”。这两某些草稿已经在各球循环投票。筹划在今年7月，结束这5个月循环投票，并准备好国际原则草案（DIF）。7月8日到8月15日，准备国际原则最后草案投票文献。8月15日开始为期2个月最后草案国际原则投票。10月15日投票结束。争取11月1日成为正式国际原则。该原则发布对此后不同总线之间互通信息将大有好处。尽管在工厂里也许采用了不同总线产品和系统，但顾客将可以用统一界面和办法对不同系统进行组态。 另一种重要原则是关于本质安全防爆原则。FF总线提出了现场总线构造下本质安全防爆新模型，叫做FISCO。FISCO提出，只要电缆参数处在给定限制值内，电缆电容值和电感值不必再集中考虑，而仍能保证系统安全。同样，FISCO概念下安全栅也不用规定电容和电感容许值，因而，可以比老式安全栅连接更多设备。这项新技术已经被IEC批准为技术规范（但不是原则）。美国仪表学会（ISA）SP12小组正在努力，要把FISCO列入美国国标（ANSI）。 （三） 关于技术发展 ，FF基金会在技术发展方面提出了三个项目。它们是灵活功能模块(FB CiHBA)规范，HSE冗余系统规范和安全仪表系统规范。 灵活功能模块规范是在FF总线基本功能模块和先进功能模块基本上，为了满足离散控制、批量控制和混合控制规定，开发一种新型功能模块。它输入、输出通道和编号以及内部控制算法所有都由顾客组态拟定。只是把功能模块装在Function Block Shell里面，可以在FF总线合同下运营。这种完全由顾客自己拟定功能模块不能装在现场仪表内，而是从上位设备进行软件下载，通过HSE、H1途径装入现场仪表运营。在FF网站上还发布了灵活功能模块应用范例。涉及脱甲烷塔多变量控制，顺序静态启动，冷却水变速驱动控制，液位简朴开关量逻辑控制，维她命C发酵批量控制等。但是，业内专家以为，灵活功能模块开发必然会牵涉设备描述语言（DD）生成技术。而这项技术是被FF基金会垄断。因此普通公司将无法自己进行开发。基金会现场总线FF技术在球团竖炉上应用一、概述冶金行业中运用精料技术是高炉冶炼技术进步详细体现，使用球团矿来代替铁矿和某些烧结矿是高炉精料技术发展，采用高硷度烧结矿加酸性球团矿配料来进行高炉冶炼，从而达到增产节支目。竖炉球团生产是一种较复杂涉及专门设备电气联锁和过程控制工业烧结过程，集配料、烘干、造球、烧结、成品运送和除尘与一体。老式竖炉以手工操作为主，各种报表都是由操作工手工制作，工人劳动强度较大，数据信息可靠性差，难以作为指引生产根据；工段间生产信息交流具备大滞后性；由于人工看表操作，在竖炉岗位不时浮现过烧和欠烧状况，布料排料岗位也不时因给料设备因素会有布料不均，卸料不匀状况，使得产品质量不稳定，炉体寿命受到严重影响，同步，设备运用率低，生产工艺和生产管理不完善，也导致了生产原料挥霍，增长了生产成本。近年来， DCS 或 PLC 控制系统应用取代了手动操作，逐渐实现了竖炉造球系统分散控制和集中监控，但现场底层传感器和数据采集器之间多采用一对一物理连线和模仿信号传播导致大量布线，信号传播抗干扰能力也较差。随着自动控制技术，计算机技术和微电子技术迅猛发展，现场总线技术不断创新，过程控制系统由第四代 DCS 发展至今 FCS 系统（现场总线控制系统），被称为第五代过程控制系统。现场总线控制系统应用避免了智能现场仪表与智能控制室仪表之间非智能连接，从而使现场智能仪表各种智能功能得到淋漓尽致地发挥，同步，节约大量线缆，减少了施工和维护成本。咱们依照竖炉造球生产基本工艺（见图 1）设计了现场总线控制系统。该系统采用沈阳中科博微公司 NCS-3000 系列产品， 以 FF 现场总线技术为核心，结合工业以太网技术和 OPC 技术，以工控机和 PC 机为系统组态、编程、监控、维护和管理一体化平台，形成以网络集成自动化系统为基本公司信息系统。由于采用现场总线技术，避免了现场智能仪表与控制室智能控制器/仪表之间非智能连接， 使现场智能仪表各种智能功能得到淋漓尽致地发挥，体现浮现场总线在过程控制中优势；保存了对常规仪表信号解决功能，提供相应常规 IO 卡件进行解决，可以随时以便地过渡到现场总线，保护顾客原有投资；NCS-3000 分布控制单元可执行 IEC1161-3 梯形图编程语言，完毕各种逻辑控制，可以构成完整控制系统；同步，作为国内首家通过现场总线基金会一致性和互操作性测试产品， NCS-3000 系统与其他厂商设备实现了良好互连和互操作，可对市场上获得 FF 认证产品兼容。 NCS-3000 系统较好解决了老式 DCS 及 PLC 系统中存在问题，实现了工厂底层设备状态、车间级监控和工厂级信息管理信息集成。二、现场总线技术及 NCS-3000系统现场总线技术是近十年来兴起新技术，是21世纪工厂自动化必不可少核心技术，它是用于现场仪表与控制室仪表之间实现全分散、全数字化、智能式、双向、多变量、多站信息互换一种通信系统，是信息技术、网络技术与工业控制技术结合集中体现。当前国际上流行现场总线重要有过程现场总线 PROFIBUS 、基金会现场总线 FF， LonWorks 总线， CAN 总线等，世界上许多自动化技术生产商都推出了支持某种主流现场总线原则产品。FF 现场总线基金会是可互操作系统合同 ISP- 基于德国 ProfiBus 原则，和工厂仪表世界合同 WORLD （ WorldFactoryInstrumentationProtocol ） - 基于法国 FIP 原则于1994年 6 月合并成立，包括 100 各种成员单位，负责制定一种综合 IEC/ISA 原则国际现场总线。基金会现场总线是国际上几家现场总线通过激烈竞争后形成一种现场总线，与私有网络总线合同不同， FF 总线不附属于任何一种公司或国家，得到了世界上几乎所有知名仪表制造商支持，同步遵守 IEC 合同规划，与 IEC 现场总线国际原则和草案基本一致，加上它在技术上优势，因此极有但愿成为将来重要国际原则。通过十年发展，基金会现场总线已经形成了一种开放、全数字化工业通信系统，并在上世纪末开始进入中华人民共和国市场，推动了中华人民共和国工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成应用。