現(xiàn)場(chǎng)總線入門
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圖11 主干計(jì)算器判斷每個(gè)主干的電流和電壓的要求，保證所有的設(shè)備最低得到9V電壓。
大多數(shù)人都在關(guān)注每臺(tái)設(shè)備從主干上所得到的電流量，然而，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的有效電壓量也是一個(gè)重要因素。例如，如果一個(gè)主干上的設(shè)備得到了過多的電流，主干又很長(zhǎng)，過多的電流攝取將會(huì)導(dǎo)致過多的電壓衰減。結(jié)果，一些設(shè)備就會(huì)得到低于9V的電壓。盡管有足夠的電流，但是他們卻得不到足夠的電壓。
MooreHawke的ROUTEMASTER系統(tǒng)可以為每個(gè)主干支持兩個(gè)分支，這兩個(gè)分支從電源調(diào)節(jié)器到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間獨(dú)立運(yùn)行，但是，它們是相同主干的部分。不是使用一個(gè)長(zhǎng)主干，它使用兩個(gè)較短的分支。所以，在每個(gè)分支上的主干長(zhǎng)度縮短了，并且減少了電壓損失量，為每個(gè)設(shè)備提供高于9V的電壓。
基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線H1與PROFIBUS PA
從現(xiàn)場(chǎng)布線看基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線和PROFIBUS就有著物理上的一致性。他們使用相同的雙絞線電纜和設(shè)備適配器，需要相同的主干終端，每個(gè)主干都可以處理32個(gè)設(shè)備。
其中一個(gè)主要的區(qū)別就是PROFIBUS是一個(gè)輪流檢測(cè)系統(tǒng)，而基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用了循環(huán)傳送。其它不同點(diǎn)還有：
● FF設(shè)備在預(yù)定的計(jì)劃傳送數(shù)據(jù)，而PA設(shè)備隨機(jī)提交數(shù)據(jù)。在PA中，從設(shè)備的輪流檢測(cè)涉及到總線的主機(jī)向設(shè)備詢問信息，F(xiàn)F的連環(huán)活動(dòng)一覽表有一個(gè)時(shí)間表，決定了主干上的設(shè)備通訊時(shí)間。
● PA的地址分配必須在與每個(gè)設(shè)備分別通訊以后才能完成，而FF設(shè)備可以主動(dòng)向總線主機(jī)通告它們的地址。
● 每個(gè)PA設(shè)備通過把它的數(shù)據(jù)返送回主機(jī)，才能把數(shù)據(jù)傳遞給其它設(shè)備；而FF設(shè)備可以與彼此對(duì)話，提供了對(duì)等通訊。
● FF設(shè)備有著固定的功能塊，可以進(jìn)行對(duì)等對(duì)話，執(zhí)行控制功能，一旦與控制系統(tǒng)喪失通訊可以繼續(xù)進(jìn)行操作。PROFIBUS系統(tǒng)沒有功能塊功能。PROFIBUS設(shè)備向主機(jī)報(bào)告情況，并從其得到指令；如果到PA主機(jī)的通訊斷開，設(shè)備將會(huì)處于不安全位置，或是保持他們最后的設(shè)置狀態(tài)直到指令的到來。
● 在與主干控制卡連接到DCS或是控制系統(tǒng)時(shí)，F(xiàn)F和PA的方式也不相同。FF使用HSE（高速以太網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)把H1卡連接到DCS上；PA使用PROFIBUS DP、使用RS－485或是一種基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)PROFINET把它的PA設(shè)備連接到DCS。
DD、EDDl和FDT
FF和PA系統(tǒng)要求設(shè)備和控制器被“映射”到控制系統(tǒng)。也就是說，DCS或是控制系統(tǒng)必須知道主干上有些什么設(shè)備。這通常通過設(shè)備描述文件（DD）來完成，DD文件是基于文本的文件，可以從網(wǎng)絡(luò)上下載到基于FF或是PA的控制系統(tǒng)。例如，從通過FF認(rèn)證的FF設(shè)備上DD文件都可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)網(wǎng)站下載。一般情況下，DD文件是通用的，也就是說，它既可以用于FF系統(tǒng)也可以用于PA系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，DD文件可以下載到控制系統(tǒng)設(shè)備配置當(dāng)中。DD為設(shè)備提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)方式，允許主機(jī)與設(shè)備交流，并且允許主機(jī)為設(shè)備提供一個(gè)一致的接口，而與設(shè)備的類型無關(guān)。
EDDL（Electronic Device Description Language）和FDT/DTM(Field Device Tool and Device Type Management)是編寫DD文件的算法。最新一代的EDDL，為GUI顯示、配置校準(zhǔn)程序、報(bào)警和向更高一級(jí)軟件的接口例如MES、SCADA和工廠歷史等提供了更多的信息。EDDL是獨(dú)立的設(shè)備和操作系統(tǒng)。
DTM是供應(yīng)商與設(shè)備交互的驅(qū)動(dòng)程序。DTM編寫非常復(fù)雜的和程序，所以可以使用配置和管理工具例如PACTware來配置和瀏覽供應(yīng)商專有數(shù)據(jù)。它們和主操作系統(tǒng)是獨(dú)立的而EDDL則不是。
要運(yùn)行EDDL和FDT文件，每個(gè)控制系統(tǒng)供應(yīng)商都必須要可以閱讀和理解文件。在一段時(shí)間里，在現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域里出現(xiàn)過爭(zhēng)論，F(xiàn)F供應(yīng)商不能兼容FDT/DTM文件，反之亦然。好在最近大系統(tǒng)供應(yīng)商同意修補(bǔ)差異，支持兩個(gè)系統(tǒng)，所以EDDL和FDT之間的戰(zhàn)爭(zhēng)好像將要結(jié)束了。不久，大多數(shù)系統(tǒng)供應(yīng)商將會(huì)既支持EDDL又支持FDT。
終端用戶必須保證控制系統(tǒng)計(jì)劃所用的所有的儀器和現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備都必須符合所選的現(xiàn)場(chǎng)總線。例如，如果一個(gè)FF帶EDDL的系統(tǒng)被選用，則所有的設(shè)備必須有EDDL或是DD文件，一個(gè)帶FDT/DTM的PB系統(tǒng)也必須保證含有這些文件。幸好，這一點(diǎn)比較容易檢測(cè)，只要在FF或PA的相關(guān)網(wǎng)站上咨詢即可。
評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)總線
最初評(píng)價(jià)現(xiàn)場(chǎng)總線是通過因?yàn)槠錅p少布線而節(jié)省的可觀費(fèi)用來進(jìn)行的。不同于使用成百上千的布線，現(xiàn)場(chǎng)總線只需要一些主干和分支。
近幾年，電纜所節(jié)省的費(fèi)用被現(xiàn)場(chǎng)總線的高額設(shè)備費(fèi)用所抵消。和許多用戶很不情愿把這些設(shè)備裝在主干上。在強(qiáng)迫提供短的電路的情況下，例如，限制設(shè)備的數(shù)目，可以使他們集成在一根主干線上。在許多案例中，從硬件費(fèi)用和人力使用上看，這是一個(gè)懸而未決的事，在另外的情況下，即主干的所有性能可以充分使用的情況下，硬件的節(jié)省將會(huì)變的可觀。
現(xiàn)場(chǎng)總線的一個(gè)實(shí)際的優(yōu)點(diǎn)就是可以診斷設(shè)備問題，節(jié)省維修費(fèi)用，提供資產(chǎn)管理的信息。允許在設(shè)備水平控制和使用智能設(shè)備。一個(gè)在阿拉斯加的原油公司做了一個(gè)關(guān)于使用基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)所節(jié)省的費(fèi)用，這些節(jié)省包括：
● 布線——與傳統(tǒng)的布線方式相比，可以減少98%的電纜，因?yàn)樗梢詼p很多設(shè)備到主控室之間的電纜。同時(shí)終端的減少幅度也達(dá)84%
● 控制室——在控制室里，終端設(shè)備的較少響應(yīng)空出大約三分之二的空間，而這些空間以前因?yàn)閭鹘y(tǒng)的技術(shù)而被控制柜占據(jù)著。
● 調(diào)試——現(xiàn)場(chǎng)檢查和QA/AC時(shí)間減少了83%。安裝一個(gè)發(fā)射器的時(shí)間只需要20多分鐘，而使用非現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)則會(huì)需要2個(gè)小時(shí)。
● 工程制圖——因?yàn)榛饡?huì)現(xiàn)場(chǎng)總線、主系統(tǒng)的配置工具和基于目標(biāo)的能力，當(dāng)增加油井時(shí)，減少了92%的畫圖時(shí)間。
石油天然氣行業(yè)是最早使用現(xiàn)場(chǎng)總線的，現(xiàn)在，現(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)在精煉廠、海洋平臺(tái)和其它一些工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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