新型即時總線儀器儀表和組配情態(tài)技藝
1現(xiàn)場總線技術的發(fā)展促進了現(xiàn)場儀表數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化。我國“九五”攻關以來，HART協(xié)議和FF協(xié)議智能儀表與系統(tǒng)的開發(fā)得到迅速發(fā)展，并已取得相關成果。
但是由于現(xiàn)場總線是一項新技術，而且FF智能儀表組態(tài)參數(shù)頗多，對現(xiàn)場調試和維護人員專業(yè)知識、技術水平等要求升高。因此本文從實際應用角度介紹FF智能儀表及其組態(tài)技術，以利于FF智能儀表的推廣應用。
2FF智能儀表
FF智能儀表是嵌入微處理器、實時嵌入式操作系統(tǒng)和FF現(xiàn)場總線協(xié)議棧，具有傳感測量、數(shù)字通信、自動補償、自動診斷、分散控制、信息存儲等功能的儀表。目前，國際上較為常見的FF現(xiàn)場總線智能儀表類型及用途主要有以下幾種。
（1）IF表，亦稱“電流信號到現(xiàn)場總線信號變送器”，它是將4￣20mA電流信號轉換成現(xiàn)場總線信號，用于將傳統(tǒng)的4￣20mA輸出的模擬儀表連接到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，適用于企業(yè)控制系統(tǒng)改造，可以很大程度上保護用戶原有的可利用的模擬儀表資源，減少用戶投資。
（2）FI表，亦稱“現(xiàn)場總線到電流信號變送器”，它是將現(xiàn)場總線信號轉換成4￣20mA電流信號，用于現(xiàn)場總線控制設備與需要4￣20mA電流輸入信號的儀表的連接，也是現(xiàn)場總線與4￣20mA電流控制的執(zhí)行機構及控制裝置的控制信號轉換設備，適用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與4￣20mA電氣轉換器或電動調節(jié)閥的連接，有利于保留企業(yè)控制系統(tǒng)改造中的可利用的執(zhí)行設備。
（3）TT表，亦稱“現(xiàn)場總線溫度變送器”，它是將PT100、CU50等熱電阻信號轉換成現(xiàn)場總線信號，適用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中對溫度信號的采集。
（4）PT表（LD），亦稱“現(xiàn)場總線智能壓力變送器”，它是將壓力信號轉換成現(xiàn)場總線信號，適用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中對壓力、流量、液位等信號的采集。
（5）FP表，亦稱“現(xiàn)場總線到氣動信號轉換器”，它是將從總線接收的輸入信號按比例轉換成3－15psi氣壓信號，連接到非現(xiàn)場總線類型的氣動閥門定位器上，用于代替模擬的電／氣轉換器，控制系統(tǒng)中的氣動閥門。
（6）FY表，亦稱“現(xiàn)場總線氣動閥門定位器”，它是將現(xiàn)場總線信號轉換成相應的壓力輸出控制閥門到所需位置，實現(xiàn)氣動閥門的定位控制。
3功能塊
功能塊是參數(shù)、算法和事件三者的完整組成。它由輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、內(nèi)含參數(shù)及操作算法定義，并使用一個位號（Tag）和一個OD索引識別。功能塊的執(zhí)行是按周期性調度或事件驅動的。
功能塊外部連接結構具有通用性，左邊是一組輸入?yún)?shù)，右邊是一組輸出參數(shù)。不同的功能塊主要是內(nèi)部執(zhí)行的算法和實現(xiàn)的功能不同。FF現(xiàn)場總線智能儀表含10種標準功能塊，如2所示。
4FF儀表組態(tài)技術
4.1功能塊連接
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組態(tài)關鍵是對現(xiàn)場總線設備中功能塊參數(shù)的配置和對功能塊關系的組合、連接及對功能塊調度參數(shù)的調整。本節(jié)以流程行業(yè)應用比較廣泛的PID控制和串級控制為例，介紹FF智能儀表組態(tài)方法。
組態(tài)時一個功能的輸入?yún)?shù)只能與另一個功能塊的輸出參數(shù)連接，輸出參數(shù)只能與另一個功能塊的輸入?yún)?shù)連接。PID控制和串級控制的功能塊連接如1、2所示。
4.2功能塊主要參數(shù)配置
本節(jié)以焦化廠焦爐煤氣主管壓力流量串級控制為例，介紹FF智能儀表功能塊主要參數(shù)配置。
焦爐煤氣主管壓力流量串級控制是通過檢測煤氣主管壓力和主管流量，調節(jié)主管翻板開度。其中壓力控制做主回路，流量控制做副回路�？刂苹芈穬x表及檢測參數(shù)情況參照，各功能塊參數(shù)配置如表3￣表5所示。
FF智能儀表在控制系統(tǒng)中體現(xiàn)出抗干擾能力強、可遠程校準、有自診斷功能、連接方便等特點，具有廣泛應用前景。
4.4組態(tài)注意事項
（1）每次修改儀表功能塊參數(shù)時，首先要把功能塊的目標模態(tài)選擇為OOS狀態(tài)（OutOfService），儀表實際模態(tài)處于OOS狀態(tài)時才能更改參數(shù)，更改后再把功能塊的目標模態(tài)選擇為Auto等所需狀態(tài)。
（2）當PID功能塊實際模態(tài)是“IMAN”或在“IMAN”和“AUTO”之間切換時，說明PID和AO功能塊之間通信有問題，可以通過調整功能塊調度間隔時間來消除。
（3）如果設備以臨時地址上線，說明該設備與總線上其它設備地址有沖突。將其地址更改為總線上設備沒有用過的可用地址即可解決問題。
（4）對系統(tǒng)有用的AI、AO、PID等功能塊一定要加到功能塊調度應用，并下載到儀表中，否則功能塊實際模態(tài)將不能離開OOS狀態(tài)進入Auto或Cas等目標狀態(tài)。
5結論
本文介紹的FF智能儀表組態(tài)方法已經(jīng)在天津市第二煤氣廠“基于FF的分布式控制系統(tǒng)應用工程”中實際應用，得到驗證，有助于用戶正確選擇和有效使用FF智能儀表，更好地推廣和應用現(xiàn)場總線技術。
本文作者創(chuàng)新點：結合實際工程進行FF智能儀表組態(tài)。中國糧油儀器網(wǎng) http://www.6upk.com/
