FF现场总线的技术简介

FF现场总线的技术简介数字通讯的优点1、信息更多：能在一根电缆上传输大量的信息。2、多挂接：能在一根电缆挂接多台设备。3、坚实可靠。4、互操作性。概述现场总线是一种实用技术，智能、开放、数字、多节点通信技术。现场设备信息采集，PID控制与双向全数字化通信，监视和管理现场设备，降低生命周期成本。现场总线技术是计算机、通信、控制技术向现场扩展。在流程工业、制造业及市政工程等已成功地应用，并取得一定经验。现场总线技术还需要不断完善本身的功能，提高工程设计和应用水平，特别是系统软件、应用软件、通信策略等。现场总线技术目前处于多种总线技术共存，各自拓展其应用领域、强化竞争力。以太网远程I/O及无线仪表将成新的热点。FF基金会现场总线、Profibus现场总线适用于流程工业，已有相当规模应用业绩。现场总线国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 2000年1月4日，IEC61158通过将8种类型总线作为国际标准。TYPE1IEC技术 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 （即FFH1，FoundationUSA)TYPE2Control-NET(Rockwell,USA)TYPE3PROFIBUS(SIEMENS,DE)TYPE4P-NET(ProcessData,DM)TYPE5FFHSE(Foundation,USA)TYPE6Swift-Net(Boeing,USA)TYPE7WorldFip(Alstom,FR)TYPE8Interbus(PhoenixControl,DE)现场总线的优点:提高准确度增强控制的实时性取消I/O转换节约信号电缆双向通信增强了控制的灵活性产生多变量变送器减少通信负荷现场总线控制系统（FCS）FCS定义现场总线控制系统FCS也可称为现场控制系统。“它是诸多现场仪表通过现场总线互联与控制事内人-机界面所组成的系统，是一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程控制系统。”现场总线控制系统（FCS）的特点实现了全数字化通讯实现了不同厂家产品的互操作实现了真正的分散控制实现了控制策略组态简单一致的操作HART 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 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速度：1.2kb/sFF-H1:数据传输方式：数字化位同步数据传输速度：31.25kbit/sec编码形式：曼彻斯特编码总线供电驱动电压：9-32VDC信号电压：0.75Vss--1Vss电缆形式：屏蔽双绞线拓扑结构：线型、树型、星型、复合型电缆长度：小于1900M每段挂接设备数量：最多32台FF信号：曼彻斯特双相-L编码A时钟B数据10110010曼彻斯特码A+B前同步信号10101010起始符1N+N-10N-N+0结束符1N+N-N+N-101N+N-N-N+N+N-N+N-FF信号波形图9-32Vdc0.75-1Vp-ptFF现场总线连线示意图电源调整器交流电源主干电缆分支电缆带有接线组件的现场接线箱控制系统主配电电源系统FF现场总线电气原理图+-100W1mF信号隔离元件近端终端器100W1mF远端终端器FF现场设备1900米Max.去FF-H1接口卡电源调整器受调度通信与非调度通信受调度通信:强制数据（CD)非调度通信令牌传输（PT）时间分配（TN）探测节点（PN）链路活动调度器（LAS）的算法在发布下一个CD前有时间做其他工作吗？等待直到发布CD的时间到，等待期间发布空闲报文。发布CD发布PT、TD、PN链路活动调度器(LAS)设置链路活动调度器（LAS）作用：按照预定的调度时间表发出通信命令，对H1网段上的所有设备进行轮询，具有周期性，执行功能块调度（如功能块运算、数据转换等）；在预定的调度时间表之外特定时间段内，向H1网段上的所有设备发送令牌信息，让其发送突发信息，如报警、改变设定值等非周期性信息；还监视H1网段的设备。H1网段上必须有两个LAS，主LAS设置在H1冗余卡内，后备LAS设置在H1网段现场某个设备中。设备1执行总线调度通信设备2执行总线非调度（背景通信）链路调度开始绝对时间宏周期重复执行AIPIDAIAOPIDAO200406080100120（ms）总线链路调度时间偏移量用户程序模块(FB):资源块:主要描述现场总线设备的特性,如名称、制造商及系列号等，每台设备只有一个资源块。转换器块:各种设备硬件通道和标准输入输出功能块间的过渡环节。功能块:由基本功能块和附加算术功能块组成，不同的功能块组合成用户所需的控制系统。FF功能块FF公布十个基本功能块：模拟输入AI；模拟输出AO；控制选择CS；P，PD控制PD；手动ML；开关输入DI；开关输出DO；偏置增益BG；PID，PI，I控制PID；比率RAFF公布十九个先进功能块：复杂摸出；复杂开出；脉冲输入；输入选择；运算；积算；分离器；算术运算；信号特征；装置控制；摸拟报警；死区；定时；超前滞后补偿；摸拟接口；步进PID；SP发生器；开关报警；开关接口用以上功能块可以构筑几乎所有基本控制策略FF总线电缆规格(IEC61158-2)导线截面积18AWG(A)0.8mm2特性阻抗100Ω±20%at31.25kHz直流电阻(max)22Ω/Km电容(max)150pF/m衰减(max)3dbat39kHz屏蔽覆盖率90%钢丝铠装屏蔽电缆外壳桔红色导线(+)黑色(-)白色导线(+)(-)必须对地隔离,屏蔽线应在控制机柜侧接地,不允许在现场接地FF现场总线回路测试FF现场总线电缆的电阻、电容和绝缘测试*绝缘电阻测试“+”“-”信号线间的电阻>50kΩ“+”“-”信号线与屏蔽线、信号线与接地线、屏蔽线与接地极间的电阻>200MΩ电容测试“+”“-”信号线间的电容>1μF（0.8-1.2μF）“+”“-”信号线与屏蔽线、信号线与接地线、屏蔽线与接地极间的电容>300μF电压测试测量电源输出的“+”与“-”间直流输出电压应大于28V.DC波形测试使用波形测试仪123或124测量AC波形（AC200mV/格10μs/格）FF现场总线H1网段电源FF现场总线电源包括冗余主配电电源系统和冗余FF电源调整器。主配电电源系统的输入电源来自冗余的UPS电源，稳压电源输出20-35V.DC，不能直接为H1网段设备供电，由于24V.DC稳压电源的输出电压负反馈功能将破坏FF现场总线H1网段通讯信号的波形。冗余FF电源调整器设在主配电电源和FF现场总线H1网段之间，向H1网段提供24V.DC电源，阻断FF现场总线H1网段通讯信号与主配电电源联系，避免和抑制H1网段信号干扰和共振。冗余FF电源调整器能“热插拔”不影响正常通信。带电源故障输出在DCS中报警。FF现场总线H1网段的现场设备操作电压为14V.DCFF现场总线实施原则（一）FF现场总线的变送器和阀门定位器，应由控制DCS制造厂提供。FF现场总线的阀门定位器应由控制阀厂装配成套并提供全部测试数据。安全仪表系统（SIS）选用4-20mA带HART的模拟信号。FF变送器提供AI功能块，自诊断和LAS功能，必须通过ITK互操作性测试，应与DCS软件版本一致。FF阀门定位器提供PID、AO、DI功能块，自诊断和LAS功能，必须通过ITK互操作性测试，应与DCS软件版本一致。复杂控制PID功能或复杂计算功能，应由DCS完成。FF现场总线系统应遵循IEC61158标准 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的规定。FF现场总线系统仪表信号电缆必须对地隔离。FF现场总线实施原则（二）FF现场总线H1网段供电电源及电源调整器必须冗余配置。FF现场总线电缆采用钢丝铠装电缆，仪表和接线箱接线必须采用防爆电缆密封接头。每个H1网段应采用“ChickenFoot”鸡爪型配线方式。每个H1网段应有二个终端器，一个在FF电源调整器，一个在FF接线箱。所有FF现场总线电缆屏蔽应连接到端子柜侧接地。不允许在现场接线。FF接线箱到现场FF仪表必须有独立的短路保护器（过压、过流），安装在接线箱内。保护器的短路电流为60mA。单回路控制的FF变送器和FF阀门定位器应分配在同一个H1网段。一个H1网段带FF总线仪表不超过9台每个H1网段带FF阀门定位器（控制阀）不超过2台FF现场总线实施原则（三）一级控制阀：当控制阀故障时，会造成整个装置的故障、停车或严重经济损失。H1网段只能连接1台一级控制阀。二级控制阀：当控制阀故障时，操作人员及时采取措施，可防止装置停车。H1网段可连接1台二级控制阀和1台三级控制阀，不能连接其它一级或二级控制阀。三级控制阀：当控制阀故障时，不会造成短时间内装置发生危险或停车，不需要操作人员进行操作。H1网段可连接1台三级控制阀和1台二级控制阀，可连接2个三级控制阀。不能连接一级控制阀。对于精馏塔，塔底再沸器加热管与塔顶冷却器撒热管线上安装的仪表应分配在不同的H1网段。对于多点温度、多点压力测量的设备（如反应器），应将仪表分配在不同的H1网段。FF现场总线实施原则（四）每个H1网段的主LAS应在冗余配置H1（R）卡中，后援LAS应在某个现场总线仪表中。备用工艺设备测量用现场总线仪表应分配在不同的H1网段。FF现场总线接线箱的支线长度尽可能短。FF现场总线仪表在DCS制造厂必须进行互操作性测试。在DCS制造厂必须进行100%功能测试，每个H1网段应进行至少一台FF现场总线仪表FAT测试。最多负载H1网段应进行12台FF现场总线仪表测试。H1网段的主后援LAS功能应在DCS的FAT时进行测试。FF现场总线电缆总长度为主电缆与分支电缆长度之和，通常小于1200米。分支电缆长度尽量短。FF现场总线电缆推荐选用18#AWG0.8mm27股铜芯绞合，聚乙烯绝缘，聚氯乙烯护套，铝聚酯膜屏蔽，钢丝铠装电缆。FF现场总线系统应用中应注意的问题（一）FF现场总线设备DD文件版本必须与DCS总线版本匹配，否则会造成通信不正常，导致在H1网段上信息丢失或时好时坏。FF总线电缆外皮在接线盒密封接头处被破坏，造成总线电缆屏蔽线在现场接地，网段数字信号受干扰引起通信不正常。FF现场设备发生供电断路（或短路）、端子松动、调换现场设备没有重新调试，造成现场设备在网段上丢失。FF现场设备或接线箱进水受潮等，FF总线对地绝缘不好或短路，造成该台现场设备在H1网段上丢失，还影响本H1网段上其他现场设备丢失。由于组态及组态修改过程中在磁盘和数据库内形成许多“碎片”，寻找分散数据花费更多时间，导致DCS组态或组态修改速度慢。每天工作结束前应统一做数据库“碎片”清理和磁盘清洁工作。FF现场总线系统应用中应注意的问题（二）许多人同时在打开组态环境（controlstudio）,同时对服务器数据库进行扫描，资源浪费大导致DCS组态速度慢。组态环境用完应及时关闭，节省资源。DCS组态人员在组态时往往搭建许多模块做实验，没有及时删除，占用磁盘空间和扫描时间。应及时删除不用的模块。DCS进行下载操作（download）占用很多时间，组态人员应减少下载操作次数。DCS管理员统一安排组态人员下载操作时间。简化模块功能和通信量，DSC控制器空闲时间（idletime）>50%，严格控制进入DCS信息量。优越性-预见性维护根据设备诊断安排维护根据存储的设备校准数据安排校准同时对几个设备进行维护和校准，以减少停车次数有 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的安排停车进行维护和校准，而不是紧急停车提高工厂有效性(AVAILABILITY)不在不需要维护的设备上花费时间(预防性维护强大的诊断功能已成为基金会现场总线系统的主要优势大幅度降低系统运行成本及总体拥有成本(TCO)远远超过电缆节省带来的成本降低EMERSON数字式阀门工作器SIPARTSP2电气阀门定位器－压电阀阀门特征曲线动态误差带曲线动态阶跃曲线与标准曲线比较发现问题阀门特征分析数据谢谢大家