現場(chǎng)總線(xiàn)入門(mén)
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圖11 主干計算器判斷每個(gè)主干的電流和電壓的要求，保證所有的設備最低得到9V電壓。
大多數人都在關(guān)注每臺設備從主干上所得到的電流量，然而，現場(chǎng)設備的有效電壓量也是一個(gè)重要因素。例如，如果一個(gè)主干上的設備得到了過(guò)多的電流，主干又很長(cháng)，過(guò)多的電流攝取將會(huì )導致過(guò)多的電壓衰減。結果，一些設備就會(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)分支從電源調節器到現場(chǎng)設備之間獨立運行，但是，它們是相同主干的部分。不是使用一個(gè)長(cháng)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(cháng)度縮短了，并且減少了電壓損失量，為每個(gè)設備提供高于9V的電壓。
基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)H1與PROFIBUS PA
從現場(chǎng)布線(xiàn)看基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)和PROFIBUS就有著(zhù)物理上的一致性。他們使用相同的雙絞線(xiàn)電纜和設備適配器，需要相同的主干終端，每個(gè)主干都可以處理32個(gè)設備。
其中一個(gè)主要的區別就是PROFIBUS是一個(gè)輪流檢測系統，而基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)應用了循環(huán)傳送。其它不同點(diǎn)還有：
● FF設備在預定的計劃傳送數據，而PA設備隨機提交數據。在PA中，從設備的輪流檢測涉及到總線(xiàn)的主機向設備詢(xún)問(wèn)信息，FF的連環(huán)活動(dòng)一覽表有一個(gè)時(shí)間表，決定了主干上的設備通訊時(shí)間。
● PA的地址分配必須在與每個(gè)設備分別通訊以后才能完成，而FF設備可以主動(dòng)向總線(xiàn)主機通告它們的地址。
● 每個(gè)PA設備通過(guò)把它的數據返送回主機，才能把數據傳遞給其它設備；而FF設備可以與彼此對話(huà)，提供了對等通訊。
● FF設備有著(zhù)固定的功能塊，可以進(jìn)行對等對話(huà)，執行控制功能，一旦與控制系統喪失通訊可以繼續進(jìn)行操作。PROFIBUS系統沒(méi)有功能塊功能。PROFIBUS設備向主機報告情況，并從其得到指令；如果到PA主機的通訊斷開(kāi)，設備將會(huì )處于不安全位置，或是保持他們最后的設置狀態(tài)直到指令的到來(lái)。
● 在與主干控制卡連接到DCS或是控制系統時(shí)，FF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設備連接到DCS。
DD、EDDl和FDT
FF和PA系統要求設備和控制器被“映射”到控制系統。也就是說(shuō)，DCS或是控制系統必須知道主干上有些什么設備。這通常通過(guò)設備描述文件（DD）來(lái)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。例如，從通過(guò)FF認證的FF設備上DD文件都可以通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)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(shuō)，它既可以用于FF系統也可以用于PA系統。在控制系統運行過(guò)程中，DD文件可以下載到控制系統設備配置當中。DD為設備提供了一個(gè)標準的表達方式，允許主機與設備交流，并且允許主機為設備提供一個(gè)一致的接口，而與設備的類(lèi)型無(wú)關(guān)。
EDDL（Electronic Device Description Language）和FDT/DTM(Field Device Tool and Device Type Management)是編寫(xiě)DD文件的算法。最新一代的EDDL，為GUI顯示、配置校準程序、報警和向更高一級軟件的接口例如MES、SCADA和工廠(chǎng)歷史等提供了更多的信息。EDDL是獨立的設備和操作系統。
DTM是供應商與設備交互的驅動(dòng)程序。DTM編寫(xiě)非常復雜的和程序，所以可以使用配置和管理工具例如PACTware來(lái)配置和瀏覽供應商專(zhuān)有數據。它們和主操作系統是獨立的而EDDL則不是。
要運行EDDL和FDT文件，每個(gè)控制系統供應商都必須要可以閱讀和理解文件。在一段時(shí)間里，在現場(chǎng)總線(xiàn)領(lǐng)域里出現過(guò)爭論，FF供應商不能兼容FDT/DTM文件，反之亦然。好在最近大系統供應商同意修補差異，支持兩個(gè)系統，所以EDDL和FDT之間的戰爭好像將要結束了。不久，大多數系統供應商將會(huì )既支持EDDL又支持FDT。
終端用戶(hù)必須保證控制系統計劃所用的所有的儀器和現場(chǎng)總線(xiàn)設備都必須符合所選的現場(chǎng)總線(xiàn)。例如，如果一個(gè)FF帶EDDL的系統被選用，則所有的設備必須有EDDL或是DD文件，一個(gè)帶FDT/DTM的PB系統也必須保證含有這些文件。幸好，這一點(diǎn)比較容易檢測，只要在FF或PA的相關(guān)網(wǎng)站上咨詢(xún)即可。
評價(jià)現場(chǎng)總線(xiàn)
最初評價(jià)現場(chǎng)總線(xiàn)是通過(guò)因為其減少布線(xiàn)而節省的可觀(guān)費用來(lái)進(jìn)行的。不同于使用成百上千的布線(xiàn)，現場(chǎng)總線(xiàn)只需要一些主干和分支。
近幾年，電纜所節省的費用被現場(chǎng)總線(xiàn)的高額設備費用所抵消。和許多用戶(hù)很不情愿把這些設備裝在主干上。在強迫提供短的電路的情況下，例如，限制設備的數目，可以使他們集成在一根主干線(xiàn)上。在許多案例中，從硬件費用和人力使用上看，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，硬件的節省將會(huì )變的可觀(guān)。
現場(chǎng)總線(xiàn)的一個(gè)實(shí)際的優(yōu)點(diǎn)就是可以診斷設備問(wèn)題，節省維修費用，提供資產(chǎn)管理的信息。允許在設備水平控制和使用智能設備。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 )現場(chǎng)系統所節省的費用，這些節省包括：
● 布線(xiàn)——與傳統的布線(xiàn)方式相比，可以減少98%的電纜，因為它可以減很多設備到主控室之間的電纜。同時(shí)終端的減少幅度也達84%
● 控制室——在控制室里，終端設備的較少響應空出大約三分之二的空間，而這些空間以前因為傳統的技術(shù)而被控制柜占據著(zhù)。
● 調試——現場(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，而使用非現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)則會(huì )需要2個(gè)小時(shí)。
● 工程制圖——因為基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)、主系統的配置工具和基于目標的能力，當增加油井時(shí)，減少了92%的畫(huà)圖時(shí)間。
石油天然氣行業(yè)是最早使用現場(chǎng)總線(xiàn)的，現在，現場(chǎng)總線(xiàn)已經(jīng)在精煉廠(chǎng)、海洋平臺和其它一些工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用。
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