摘 要: 本文介紹了 FF 現場總線智能儀表種類及功能塊技術, 給出了 FF 智能儀表在常用控制回路中的組態方法和注意事項, 說明了 FF 智能儀表的優勢和特點。 關鍵詞: FF 現場總線; 智能儀表; 功能塊; 組態 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 現場總線技術的發展促進了現場儀表數字化、智能化、網絡化。我國“九五”攻關以來, HART 協議和 FF協議智能儀表與系統的開發得到迅速發展, 并已取得相關成果。但是由于現場總線是一項新技術, 而且 FF 智能儀表組態參數頗多, 對現場調試和維護人員專業知識、技術水平等要求升高。因此本文從實際應用角度介紹 FF 智能儀表及其組態技術, 以利于 FF 智能儀表的推廣應用。 2 FF 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和 FF 現場總線協議棧, 具有傳感測量、數字通信、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 “電流信號到現場總線信號變送器”, 它是將 4￣20mA 電流信號轉換成現場總線信號,用于將傳統的4-20mA輸出的模擬儀表連接到現場總線控制系統中, 適用于企業控制系統改造, 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“現場總線到電流信號變送器”, 它是將現場總線信號轉換成 4-20mA 電流信號, 用于現場總線控制設備與需要4-20mA 電流輸入信號的儀表的連接, 也是現場總線與 4-20mA 電流控制的執行機構及控制裝置的控制信號轉換設備, 適用于現場總線控制系統與 4￣20mA 電氣轉換器或電動調節閥的連接, 有利于保留企業控制系統改造中的可利用的執行設備。 （3）TT 表, 亦稱“現場總線溫度變送器”, 它是將PT100、CU50 等熱電阻信號轉換成現場總線信號, 適用于現場總線控制系統中對溫度信號的采集。 （4）PT 表 （LD）, 亦稱 “現場總線智能壓力變送器”, 它是將壓力信號轉換成現場總線信號, 適用于現場總線控制系統中對壓力、流量、液位等信號的采集。 （5）FP 表, 亦稱“現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, 控制系統中的氣動閥門。 （6）FY 表, 亦稱“現場總線氣動閥門定位器”, 它是將現場總線信號轉換成相應的壓力輸出控制閥門到所需位置, 實現氣動閥門的定位控制。 3 功能塊 功能塊是參數、算法和事件三者的完整組成。它由輸入參數、輸出參數、內含參數及操作算法定義, 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, 左邊是一組輸入參數, 右邊是一組輸出參數。不同的功能塊主要是內部執行的算法和實現的功能不同。FF 現場總線智能儀表含 10 種標準功能塊, 如表 1 所示。 4 FF 儀表組態技術 4.1 功能塊連接 現場總線控制系統組態關鍵是對現場總線設備中功能塊參數的配置和對功能塊關系的組合、連接及對功能塊調度參數的調整。本節以流程行業應用比較廣泛的 PID 控制和串級控制為例, 介紹 FF 智能儀表組態方法。 組態時一個功能的輸入參數只能與另一個功能塊的輸出參數連接, 輸出參數只能與另一個功能塊的輸入參數連接。PID 控制和串級控制的功能塊連接如圖 1、圖 2 所示。 4.2 功能塊主要參數配置 本節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, 調節主管翻板開度。其中壓力控制做主回路, 流量控制做副回路。控制回路儀表及檢測參數情況如表 2 所示, 參照圖 2, 各功能塊參數配置如表3-表5所示。 FF 智能儀表在控制系統中體現出抗干擾能力強、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 組態注意事項 （1） 每次修改儀表功能塊參數時, 首先要把功能塊的目標模態選擇為 OOS 狀態（Out Of Service）, 儀表實際模態處于 OOS 狀態時才能更改參數, 更改后再把功能塊的目標模態選擇為 Auto 等所需狀態。 （2） 當 PID 功能塊實際模態是 “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將不能離開 OOS 狀態進入 Auto0.9559 時, 可得到最佳分類矩陣, 原始數據分為 7 類:｛1｝, ｛2, b, c｝, ｛3｝, ｛4｝, ｛5｝, ｛6, a｝, ｛7｝。此時的分類矩陣如下: 對得到的上述分類結果作進一步計算, 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: 根據上述分析, 診斷結果為: 待檢數據 a 表明角限位器失常, 待檢數據 b 和 c 表明控制板出現了故障。 工程技術人員據此可以制定出排除故障的方法和步驟, 從而迅速排除所發現的故障。可以看出, 此種方法易于實現實時化、智能化故障診斷。通過實例檢驗表明,理論計算與現場檢查結果相符。證明該方法具有良好的實際應用前景,為復雜系統故障診斷提供了一種良好的途徑。 3 結束語 本文論述了自行火箭炮電傳動裝置故障診斷的新方法, 該方法通過模糊理論可以實現對人類主觀和實踐經驗中的不確定或不完全知識的運用, 從而對故障類型進行成功地最準確的分類判定。在部隊進行火箭炮訓練中, 一旦出現故障, 運用該方法可以快速準確地判定故障類型, 操作者可以根據故障類型采取適當的方法快速地排除故障, 使火箭炮的技術保障能力大大提高, 具有非常顯著的經濟和軍事效益。