选型指导 | 从了解区别开始学习基金会现场总线 (一）

由“仪控工程网”编辑整理

分享是种美德，把文章分享到朋友圈、或是转给需要的人吧。

首 先 基 金 会 现 场 总 线 用 大 写 FOUND ITION FIELD BUS以区别其他许多现场数字通信网络，基金会现场总线技术是一个完整的体系，它包括HSE快速以太网、H1低速总线、功能块标准、FF-safe、FF-ROM（注：Remote Operation Management 即基于无线HSE的远程操作管理 ）等。因此和通信标准不同，基金会现场总线是一个“系统标准”。上述技术都称为基金会技术，但基金会总线则通常是指FF-H1。

信号是总线设备和传统设备最大区别之一。有观点认为31. 25kpbs波特率过低，甚至希望国际电工委员会修改标准。殊不知信号波特率和它传输距离成反比关系，如果波特率提高到100kpbs则传输距离将缩短到500米左右。对大多数热工过程31. 25kpbs这个速率够用了（除部分小容量气体压力外）。如果提高速度满足这少部分要求，则其传输距离将缩短以致将不能满足更多的应用需求。另外总线控制周期由网段所挂设备及设备间功能块控制策略的链接次数决定。对于部分对速度要求快的控制可以在网段少挂设备（可以短至150m s）来改进，甚至单独采用专用设备个别解决，但毕竟仅是个别情况。FF基金会技术的安排是将高速应用任务由H SE网络解决，而不是由H 1低速总线承担。下图是示波器观看总线信号波形。

图1 示波器观看H 1总线信号波形

图2 传统仪表和总线仪表在供电上的区别

总线仪表在供电连接上增加了阻抗器（或安全栅）和匹配器两个设备。阻抗器就是低通滤波器，让直流供电通过而阻挡住总线上的交流脉冲信号。匹配器是总线仪表脉冲信号电流的负载，同时安装在长线的两端实现阻抗匹配避免信号反射。总线仪表从信号角度是高阻抗设备，它们直流供电是叠加起来由电源供给，而信号则受到调度分时占用总线的。

一条总线上平均可以挂6-8台仪表（变送器或执行器），限制因素有通信速度和风险度。

要求控制速度快或设备风险度高的就少挂设备以提高性能，反之则可以多挂以降低投资。

总线技术节省了N倍电缆，但一根电缆设备增加了N倍。假定电缆在使用期内损坏的概率是λ，那么一根电缆损坏影响的设备是Nλ，但总电缆电缆数量减少了N倍，其系统总电缆风险仍为Nλ/ N=λ。对于个别高风险度设备（通常是阀门）可以少挂设备（例如只挂同一回路的变送器）即用牺 牲电缆节省而提高电缆的安全性能。

由于总线设备的功能大大提高，所以不可能仅简单地用万用表来处理。所以有总线接口和软件环境的计算机是必须的。应该理解现在各行各业使用计算机提高效率性能的案例比比皆是，计算机已经不是什么难题了。现场总线的亮点是“高性能”而不是“低成本”和“傻瓜机”。示波器也不是必须的，但它可以在发生问题时方便观察波形，干扰等瞬态过程，所以建议备用。

传统仪表仅使用万用表就可以进行读数，但总线仪表就需要有计算机和软件环境。建立这个环境的投资并不是很大，图2右边的阻抗器用50欧电阻（也同时替代了匹配器的作用），计算机插入一块H 1/ PCI接口卡，再安装一套最小规格的组态软件就可以。仪表的计量标定就需要使用这个环境，同时维修人员可以对仪表进行不断熟练和学习，不必扰动生产使用的系统，以免对生产产生不利影响。仪表联通的步骤如下：

①在总线组态软件里首先建立一个包含待测仪表的最小系统组态。

②然后对总线进行初始化通信。

③在“在线设备表-Li ve Li st ”上读到总线所挂仪表的ID号。

④将ID号和组态里仪表的位号相关联（委托）。

⑤将仪表中的“资源块“和“传感器块”的模式设置为“AUTO-自动”。

⑥可以在“传感器块”里对量程进行标定，这次标定结果将自动保存在设备内。

实际工程的系统组态过程是在控制系统工程师站和控制站已经安装开通后，可以直接将仪表现场安装就位并记录其ID号（仪表应带有可读的标记），然后进行上述1-5步骤。再添加控制策略功能块，互相连接，设置参数再进行下载。如果事先对仪表进行过组态，则先进行上载使原来的结果继续被使用。如果时间充裕，也可以在室内对所有仪表进行连接组态下载操作，然后再安装到现场直接使用。下载通常是按总线段进行。但仅对单台仪表参数修改也可以单台仪表下载。不过有功能块连接关系的仪表尽管只有一台改变，通常两者都需要重选型导向XUANXINGDAOXIANG259新下载。在系统运行中，只要网桥控制器没有改变，而仅对个别仪表进行重新下载将不会影响其他回路仪表正常工作。