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VCR List
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访问者地址

现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，它的出现，标志着工业过程控制领域一个新时代的开始，必将对该领域的发展起到巨大的推动作用。
由于现场总线技术适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，一经产生便受到全球工业自动化领域的普遍关注，也导致了传统控制系统结构的重大变革，形成了新型的网络集成式全分布控制系统，即现场总线控制系统。
  Fisher-Rosemount公司的PlantWeb就是顺应了现场总线技术发展而推出的关于数字化智能工厂的解决方案，它对现场总线技术的卓越解决方案使得现场总线技术在过程控制领域中的应用迅速得到普及，为用户赢得了巨大的经济效益和社会效益。
1 PlantWeb概述
  PlantWeb是利用现场智能设备提高工厂运行效率的过程自动化结构，它是一个高效的基于现场总线技术的解决方案。如图1所示，它的构成主要包括以下几个部分：



图1   PlantWeb结构

  规模可变的控制平台—DeltaV控制系统；
  各种智能管理软件—安装在工程师站、操作员站或上位机，如AMS设备管理软件、iFix接口软件、批量处理软件等；
  Fisher-Rosemount智能设备—如FF总线设备、HART总线设备等；
  智能通讯标准接口—如HART、OPC、FF总线等。使PlantWeb具有更强的处理能力和更好的开放性，与其他控制系统和管理网络的通讯更加容易。
  PlantWeb与传统DCS最大的不同是，传统的DCS是整个工厂管理和控制的中心，而在PlantWeb结构中，控制系统只是PlantWeb的一个部分，因此，PlantWeb结构更稳固、更可靠。PlantWeb的另外一个显著特点是：它是为构建一个完全的数字化工厂而推出的基于现场总线技术的额定自动化结构。
2 FF总线在PlantWeb中的实施
2.1 FF总线在DeltaV系统中的解决方案
  FF总线技术在PlantWeb中的实施是通过DeltaV系统来完成的。DeltaV对FF总线的解决方案极其简单，系统通过FF卡件完成对现场总线的支持，每个FF卡件可支持两条H1总线，每条现场总线可最多支持16个FF总线设备，用户如果想用总线仪表换掉过时的常规仪表，只需将常规IO卡件换成FF卡件即可。无需附加其他专门的硬件和软件接口。总线的拓扑结构设计可以随心所欲，如总线型、树型、菊花链及其混合拓扑结构可以根据实际情况随意设计。另外，DeltaV系统的总线卡件都可以进行冗余配置，同时也提供了本安解决方案。
2.2 FF总线在DeltaV系统中的本安解决方案
  DeltaV系统为FF总线设计了本质安全的解决方案，从而解决了FF总线在危险区域的应用。
DeltaV系统对FF的本安设计非常简单，只要采用中继器和FF认证的安全栅，即可以完成对FF总线的本安设计，而且只要采用4个FF安全栅，一条FF总线仍然可以支持最多16个FF总线设备。另外DeltaV系统还允许一条总线上的不同设备服务于不同的区域，如安全和危险区域，设计使用起来非常灵活。
2.3 FF总线卡件冗余方案
  DeltaV系统中的FF总线冗余方式完全智能化，两个Series 2系列的H1卡件配上智能端子板，系统即可完成H1总线卡件的冗余，无需任何人为的干预如组态工作等。从而大大提高了冗余的可靠性。
2.4 FF总线在DeltaV系统中的LAS冗余
  众所周知，FF低速总线的通讯调度都是由LAS（链路活动调度器）管理的。它拥有总线上所有设备的清单，并掌管总线段上各设备对总线的操作，任何总线设备只有得到它的许可，才能向总线上传输数据。因此，LAS就成为总线的通讯活动中心；一旦LAS出现问题，整条FF总线将处于瘫痪状态。为解决这个问题， DeltaV系统为用户提供了LAS的冗余方案。在自己的FF总线仪表中设置了后备的LAS功能，只要通过DeltaV系统的组态界面对FF总线仪表进行简单的组态定义，则该仪表即可成为LAS的冗余设备，一旦FF总线卡件损毁或被离线，该仪表可迅速担负起LAS通讯调度工作。即使FF总线卡件全部离线，FF总线上的回路控制依然不受影响，可正常控制，从而保证了卡件故障期间控制的连续性和可靠性，对安全生产具有非常重大的意义。
2.5 对FF/HART设备的远程诊断
  DeltaV系统可以为AMS软件提供OPC技术接口，从而实现对FF总线仪表、HART总线设备的远程诊断等功能。因此，可以通过OPC在任何地点、任何时间实现对智能设备的管理。
3 FF总线在PlantWeb中的设计
  FF总线基金会为FF总线技术作出了各种严格的技术规范，如总线的类型、长度限制、终端器，总线段上的总线设备的最大数量、控制回路的最大数量、可以使用的功能块的最大数量等，这些规范是为了保证现场总线的正常运转而必须遵守的，也是在进行总线设计时必须严格遵循的原则，背离了这些原则，设计出的总线就无法正常运行。
  但是，由于目前大多数自控设计人员对传统的DCS设计已经驾轻就熟，相反对FF总线通常缺乏了解，因此就造成了他们在总线设计上的难度而不愿意接受现场总线技术。鉴于此，Rosemount公司专门为设计人员推出了一套FF现场总线设计工具，使用该设计工具，设计人员可以在对FF技术规范完全不懂的情况下设计出正确的基于PlantWeb的FF现场总线方案。该工具软件的数据库中包含了所有通过FF基金会认证的FF仪表、各种电源、总线电缆等。它们总线配件的技术参数都存放于该工具软件的数据库中，设计人员只要根据仪表在现场的分布情况将所要用到的仪表设备连接起来，如图2所示。工具软件就可以自动对该项配置进行审查，如有错误，则会指出错误所在，设计人员即可根据错误指示进行修改，直到完全正确为止。


图2   基于PlantWeb的FF设计工具

  该工具软件还具有方案报告的生成功能，该功能可以将设计人员所作的FF总线布置图，所选择的电缆长度、规格，FF仪表等分别汇总和逐项列出，从而为采购和施工布线带来很大方便。
4 结语
  本文简单分析了PlantWeb的结构特点和组成，PlantWeb是Rosemount公司对FF现场总线的卓越的解决方案。它的FF总线设计工具目前被许多设计人员用来作现场总线设计前的模拟试验，同时它以其先进的自动化结构得到了业界的广泛认可，并在许多行业中取得骄人的成绩。功能强大的功能块、先进的XML组网能力、卓越的AMS管理软件、OPC通讯能力及对其他各种总线技术的完美支持是PlantWeb在业界迅速得到普及的根本原因。