摘 要: 本文介紹了 FF 現(xiàn)場總線智能儀表種類及功能塊技術(shù), 給出了 FF 智能儀表在常用控制回路中的組態(tài)方法和注意事項(xiàng), 說明了 FF 智能儀表的優(yōu)勢和特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞: FF 現(xiàn)場總線; 智能儀表; 功能塊; 組態(tài) 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; Configuration 1 引言 現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了現(xiàn)場儀表數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。我國“九五”攻關(guān)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(guān)成果。但是由于現(xiàn)場總線是一項(xiàng)新技術(shù), 而且 FF 智能儀表組態(tài)參數(shù)頗多, 對現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)人員專業(yè)知識、技術(shù)水平等要求升高。因此本文從實(shí)際應(yīng)用角度介紹 FF 智能儀表及其組態(tài)技術(shù), 以利于 FF 智能儀表的推廣應(yīng)用。 2 FF 智能儀表 FF 智能儀表是嵌入微處理器、實(shí)時(shí)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(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)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(zhuǎn)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(hù)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(zhuǎn)換成 4-20mA 電流信號, 用于現(xiàn)場總線控制設(shè)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(jī)構(gòu)及控制裝置的控制信號轉(zhuǎn)換設(shè)備, 適用于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與 4￣20mA 電氣轉(zhuǎn)換器或電動(dòng)調(diào)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(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dòng)信號轉(zhuǎn)換器”, 它是將從總線接收的輸入信號按比例轉(zhuǎn)換成 3- 15psi 氣壓信號, 連接到非現(xiàn)場總線類型的氣動(dòng)閥門定位器上, 用于代替模擬的電/氣轉(zhuǎn)換器, 控制系統(tǒng)中的氣動(dòng)閥門。 （6）FY 表, 亦稱“現(xiàn)場總線氣動(dòng)閥門定位器”, 它是將現(xiàn)場總線信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的壓力輸出控制閥門到所需位置, 實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)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(gè)位號（Tag）和一個(gè) OD 索引識別。功能塊的執(zhí)行是按周期性調(diào)度或事件驅(qū)動(dòng)的。功能塊外部連接結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)的功能不同。FF 現(xiàn)場總線智能儀表含 10 種標(biāo)準(zhǔn)功能塊, 如表 1 所示。 4 FF 儀表組態(tài)技術(shù) 4.1 功能塊連接 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組態(tài)關(guān)鍵是對現(xiàn)場總線設(shè)備中功能塊參數(shù)的配置和對功能塊關(guān)系的組合、連接及對功能塊調(diào)度參數(shù)的調(diào)整。本節(jié)以流程行業(yè)應(yīng)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(shí)一個(gè)功能的輸入?yún)?shù)只能與另一個(gè)功能塊的輸出參數(shù)連接, 輸出參數(shù)只能與另一個(gè)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圖 1、圖 2 所示。 4.2 功能塊主要參數(shù)配置 本節(jié)以焦化廠焦?fàn)t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?fàn)t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(diào)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)情況如表 2 所示, 參照圖 2, 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(qiáng)、可遠(yuǎn)程校準(zhǔn)、有自診斷功能、連接方便等特點(diǎn), 具有廣泛應(yīng)用前景。 4.4 組態(tài)注意事項(xiàng) （1） 每次修改儀表功能塊參數(shù)時(shí), 首先要把功能塊的目標(biāo)模態(tài)選擇為 OOS 狀態(tài)（Out Of Service）, 儀表實(shí)際模態(tài)處于 OOS 狀態(tài)時(shí)才能更改參數(shù), 更改后再把功能塊的目標(biāo)模態(tài)選擇為 Auto 等所需狀態(tài)。 （2） 當(dāng) PID 功能塊實(shí)際模態(tài)是 “IMAN”或在“IMAN”和“AUTO”之間切換時(shí), 說明 PID 和 AO 功能塊之間通信有問題, 可以通過調(diào)整功能塊調(diào)度間隔時(shí)間來消除。 （3） 如果設(shè)備以臨時(shí)地址上線, 說明該設(shè)備與總線上其它設(shè)備地址有沖突。將其地址更改為總線上設(shè)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(diào)度應(yīng)用, 并下載到儀表中, 否則功能塊實(shí)際模態(tài)將不能離開 OOS 狀態(tài)進(jìn)入 Auto0.9559 時(shí), 可得到最佳分類矩陣, 原始數(shù)據(jù)分為 7 類:｛1｝, ｛2, b, c｝, ｛3｝, ｛4｝, ｛5｝, ｛6, a｝, ｛7｝。此時(shí)的分類矩陣如下: 對得到的上述分類結(jié)果作進(jìn)一步計(jì)算, 得最終分類矩陣和最終聚類中心: 最終分類矩陣: 最終聚類中: 根據(jù)上述分析, 診斷結(jié)果為: 待檢數(shù)據(jù) a 表明角限位器失常, 待檢數(shù)據(jù) b 和 c 表明控制板出現(xiàn)了故障。 工程技術(shù)人員據(jù)此可以制定出排除故障的方法和步驟, 從而迅速排除所發(fā)現(xiàn)的故障?？梢钥闯? 此種方法易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化、智能化故障診斷。通過實(shí)例檢驗(yàn)表明,理論計(jì)算與現(xiàn)場檢查結(jié)果相符。證明該方法具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景,為復(fù)雜系統(tǒng)故障診斷提供了一種良好的途徑。 3 結(jié)束語 本文論述了自行火箭炮電傳動(dòng)裝置故障診斷的新方法, 該方法通過模糊理論可以實(shí)現(xiàn)對人類主觀和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中的不確定或不完全知識的運(yùn)用, 從而對故障類型進(jìn)行成功地最準(zhǔn)確的分類判定。在部隊(duì)進(jìn)行火箭炮訓(xùn)練中, 一旦出現(xiàn)故障, 運(yùn)用該方法可以快速準(zhǔn)確地判定故障類型, 操作者可以根據(jù)故障類型采取適當(dāng)?shù)姆椒焖俚嘏懦收? 使火箭炮的技術(shù)保障能力大大提高, 具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)和軍事效益。