FF现场总线剖析

内容提纲
一．基金会现场总线系统概述 二．基础知识 三．系统实施过程 四．系统硬件配置 五．系统组态 六．系统调试 七．工程实例
FF现场总线设备类型
• HSE
– 主机设备：运行于控制计算机之上 – 现场设备：可带一定I/O点的设备 – 链接设备：带有H1接口的设备
• H1
– 基本设备：符合基本的FF规范 – 链路主设备：具备LAS功能 – 网桥设备：连接两个网段
基金会现场总线 工程指南与应用
沈阳中科博微自动化技术有限公司
内容提纲
一．基金会现场总线系统概述 二．基础知识 三．系统实施过程 四．系统配置与组态 五．系统调试 六．工程实例
FF现场总线系统概述
高速以太网 100Mbps
网关
HSE
H1
低速总线 31.25kbps
阀门
执行器
压力仪表
马达启动
温度仪表
– 应用时钟，是当前的绝对时间 – 单位为1/32ms – 时钟发布者负责发送Clock_message进行同步 – 报警和趋势等时间戳使用这个时间
FF现场总线通讯协议
Baidu Nhomakorabea现场设备 1
用户通过“功能块”来进行交互
现场设备 2
用户层
“协议栈” 处理 通信
用户层
通信栈
通信栈
物理层
设备连接到网络
物理层
现场网络
FF现场总线设备标识
• DeviceID
– 设备ID，唯一标识设备
• Node Address
– 设备节点地址，网段内唯一
• PD-TAG
– 设备物理位号，一个助记符，系统内唯一
FF现场总线设备状态
• 没有位号（No TAG）
设置位号后进入
• No Address
设置地址后进入
• 可操作状态（Operational）
里程碑
B
由供方提供
1) 2) 3) 4) 5) 6)
通信数据清单 流程图表数据清单 报表格式 功能键设定 组别设定 趋势图组别设定
2) 接 线 箱 端 子 设 定
软件生成 系统实行 内部测试
工厂验收步骤
工厂验收 交付
FF现场总线设备通讯类型
• 客户机/服务器
– 1对1 – queued/user-triggered/bidirectional(QUB) – 用于读写等服务
• 报告分发
– 1对多 – queued/user-triggered/unidirectional(QUU) – 用于报警和趋势服务
• 发布者/订阅者
– 1对多 – buffered/network-scheduled/unidirectional(BNU) – 用于功能块之间通讯
FF现场总线系统时间
• LS-Time
– 链路活动时间，链路开始的相对时间 – 单位为1/32ms – LAS通过TD报文进行同步 – 宏周期的调度使用这个时间
• Application Clock
里程碑
A
由供方提供
FF 部分具体设计
1) 硬 件 设 计 规 格 图 纸 2) 硬 件 清 单 3) I/O 卡 分 配 4) 典 型 回 路 图
软件设计
B
现场总线项目执行过程 : 示例(3/3)
由设计院/工程公司提供
1) 接 线 箱 与 机 柜 要 求 2) 电 线 电 缆 需 求 3) 详 细 安 装 1) 回 路 图
• 功能块的标识（TAG） • 功能块的报警（Alarm） • 功能块的趋势（Trend） • 功能块的输入输出（）
• 功能块的量程（SCALE）
FF现场总线设备描述技术

设备描述（DD,Device Description）：为主机系统提供 现场设备的一种清晰、明确的描述
来自A厂家的设备
设备描述
由设计院/工程公司提供
FF 设计信息 1) 设 备 清 单 和 类 型 2) 功 能 块 分 配 3) 设 备 分 组 4) 希 望 电 缆 长 度 5) 电 缆 规 格
1) 复 杂 回 路 流 程 2) 3) 4) 5) 复杂回路概述和功能块 顺控和连锁逻辑 流程图 子系统通信规格 订单与生产 软件设计规格 1) 控 制 功 能 2) 人 机 介 面 功 能 3) 警 报 功 能 4) 界 面 与 安 全 功 能 5) 流 程 图 与 报 表 6) 子 系 统 介 面
FF现场总线功能块
HMI H1 Fieldbus FT AI-110 PID-110
FC
AO-110
每个设备： 资源块 变换块 功能块
Process
功能块:
包含基本的自动控制功能 位于现场设备或主机中 可以组态连接并实现确定的控制系统
FF现场总线功能块参数
• 功能块的模态（Mode）
现场总线项目执行过程:示例 (1/3)
由需方提供的
1) PJT 进度表 2) PJT 组织 3) 询价说明 4) FF设计要求
里程碑 开工会
由供方提供的
1)项目执行计划 2) PJT 组织 3) PJT 进度表 4) QA/QC计划 5) 技术 与 商务报价 6) 供货材料清单 (BOM) FF 系统设计说明 - FF 段落设计说明
来自B厂家的设备
现场总线
主机
用户只需要用一种版本的用户界面程序就能在主机上操作不同厂家的设备
FF现场总线设备描述技术
值、精度 工程单位
变量名称
内容提纲
一．基金会现场总线系统概述 二．基础知识 三．系统实施过程 四．系统硬件配置 五．系统组态 六．系统调试 七．工程实例
FF现场总线工程工作流程
项目定义 工厂工程设计标准 设备规格书 供应商投标说明书 现场总线网段设计 工程图 接线方式 组态 项目时间安排 调试与开车
FF现场总线设备通讯状态
• 离线状态（Offline）
接收PN后进入
• 复制链路参数（LearnLinkVariables）
复制完成后进入
• 等待节点探测（WaitForPN）
接收相应节点地址PN并发送PR后进入
• 等待节点激活（WaitForNodeActivation）
接收节点激活报文后进入
• 在线状态（Online）
基础系统设计
- FF 段落设计理念
1) 仪表索引 2) I/O点数 3) 回路图 设计要求 1) 控制台&辅助机柜 2) 子系统 3) 辅助设备
硬件设计
硬件设计说明 1) DCS 系统配置 2) DCS硬件设备说明 3) 设备规格 4) 电力供应/接 5) 子系统/辅助设备
A
现场总线执行过程 : 示例 (2/3)