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摘要：针对现阶段我国工业生产中自动化系统所需，文章浅析了基金会现场总线（简称“FF总线”）在自动化系统中的应用。文章从现场总线技术概述出发，简单解释了现场总线技术的概念和FCS系统，基于FF现场总线的自动化系统应用论述了其设计要点和网络平台。通过上述研究以期为相关从业人员的研究和实践提供一定的理论思考和帮助。
关键词：工业自动化；自动化系统；FF总线
0引言
就现阶段而言，现代化的工业自动生产过程中，“现场总线技术”以其“高精度”“分散化”等特性，为工业生产提供了巨大帮助，相关从业人员在研究中将其列为重点研究课题，无论是在理论方面还是在现实方面，对“现场总线技术”的研究都具有极高的价值。其中，基金会现场总线（FoudationFieldbus，）更是研究的核心之一。本文基于基金会现场总线，浅析了其在自动化系统中的应用]。
1.现场总线技术概述
1.1现场总线技术的概念
所谓的“现场总线技术”是指工业自动化生产中，为了实现现场设备间的数据信息的交换而建立的通信网络。该网络由电线、电缆以及无线电构成，联通现场的电器、仪表、设备及操作系统，具备多站化、数字化和双向性等特点。简言之，可以将“现场总线技术”看做是现场的“总线技术”和“传统控制系统”的结合。以“并联”的方式从另一角度将整个通信系统的接线合并在一起，仅以一根导线实现对现场所有设备的连接，并提供数据、信号的技术支持。其中，这根联通所有的导线被叫做“总线”而这种技术被叫做“现场总线技术”。
1.2FCS系统
新时期，飞速发展的计算机技术推动了网络技术的进一步发展，进而引发了工业生产中自动化控制系统中的种种的变化。当前，世界最先进的控制系统是“现场总线控制系统”英文名“FieldbusControlSystem”，简称为“FCS”系统。该系统最早可以追溯到上个世纪的九十年代，经过三十年的发展，已经实现系统的实用化，并且备受自动化设备从业人员的重点关注。
FCS系统是从工业自动化出发，基于生产角度实现工业生产中集中管理及分散控制的现场总线标准化系统。是一种多层次。、分布式的集中分散控制系统。以4C技术为支持，以微处理器为核心，实现工业生产过程中的监视、操作和管理的新型工业自动化控制系统。在FCS系统中，及预备DCS复杂的回路模拟调节功能，有具备PLC的高速逻辑和顺序控制。
2.基于FF现场总线的自动化系统应用
基金会现场总线，即FoudationFieldbus，简称FF。以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。
2.1FF总线系统应用的工程设计要点
设计自动化系统中的FF总线需要依据技术标准，通过调整设备的变频，实现设备的计量调整。包括温度、压力、电磁流量、雷达、阀门、仪表仪器等多项设备的变压、定位等计量调整。在实践中，自动化系统连接的设备基本都采取的是双向侧通信，因此，在FF总线中需要提供合理的双向侧通信信号标准。以智能化执行信息系统为例，需要在FF总线中体现出阀门状态分析、电动阀门检测、阀门故障处理、电子元件维修、电动机过热提醒、手自动操作转换、方向监控等信息标准技术。
在非FF总线的自动控制系统中，一旦出现设备异常，则需要通过报警信息来进行故障类型的判断，进而找出设备故障原因，提供维修服务并在之后的工作中一步步提升信息修正效率。在一般自动化系统中，开关、电动机等都是故障高发设备，常见问题包括发热、偷停等。在自动化系统中应用FF总线后，通过有效调整信息设备，实现对信息的综合判断，就可以在问题发生的第一时间进行有效的处理措施，从而有效规避设备故障。在FF总线中，需要分析设备系统的信息状态，例如，对电动机进行执行和结构化处理、改善电动执行机制、使用现场总线设备完成对设备本身的报警功能处理和诊断。
2.2基于FF现场总线的网络化平台
本系统包括两个部分：FF现场总线部分和现场控制模型部分。ff现场总线包括低速现场总线h1和高速现场总线hse。低速现场总线h1的速率为31.25kbps，可用于温度、液位和流量等控制场合，信号类型为电压信号；高速现场总线hse的速率为100mbps，一般用于高级控制、远程输入/输出和高速工厂自动化。现场控制模型可以使用实验室原有的设备，从而节约投资。原模拟仪器可以通过电流信号传输到现场总线信号发射机。
以单回路液位控制为例，上位机中软件的运行情况：
(1)hseinit接口软件，选择h1网络段，hse接口程序可以在以太网段与hse设备交互，以及h1网络段设备下的dd设备，提供数据访问的配置等上层软件；
(2)运行配置程序ff-conferator配置软件，刷新网络段以获得系统的站点设备列表和功能块列表，刷新网络段，建立应用程序以完成功能块配置，函数块之间的连接表示通过现场总线通信的信号连接；
(3)ffh1和ffhseopc服务器每秒钟更新一次，以实现设备的实时数据和历史数据共享和报警功能；
(4)设计siaview监控软件，创建新项目，在对象中选择pid并将其拖动到视图中。连接到opc后，编辑得到一个pid功能块操作面板。
从配置软件的项目窗口的设备中选择if-ail功能块、if-pid功能块和fi-ao1功能块，以拖放到将配置为pid控制循环的应用程序。连接函式区块并建立函式区块之间的连线，使参数值可以在函式区块之间传递，配置资讯需要下载到现场装置。为了使液位控制回路正确运行，需要修改功能块的参数值，双击pid功能块，打开该功能块的参数窗口，将mod_blk项下的目标参数修改为自动模式，并读取功能块参数。为了实现单回路液位控制的自动正常运行。如果要实现将高级控制算法应用于fffield总线系统的方案，请简单地将mod_blk项下的目标参数修改为man模式。然后通过opc技术实现过程变量和控制变量的通信。
3.结论
综上所述，为了实现我国工业生产中自动化设备的有效运行，同时，也为了实现我国我国工业生产中设备运行效率的提高，有必要加强FF现场总线的技术调节和控制。在研究中，分析FF总线在自动化系统中的应用技术标准，依据操作、调试和后续维护等多方面进行设计和安装。在自动化系统控制标准的基础上，通过内部自动化控制效果的提高，丰富仪表设备的智能化运行标准，加强系统自动诊断，基于FF现场总线的网络化平台，对DCS、监控设备和故障诊断系统进行控制。总的来说，随着技术的发展，FF总线在未来的工业自动化中的应用领域还将更加广泛。
参考文献
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