现场总线入门

图11 主干计算器判断每个主干的电流和电压的要求，保证所有的设备最低得到9V电压。

大多数人都在关注每台设备从主干上所得到的电流量，然而，现场设备的有效电压量也是一个重要因素。例如，如果一个主干上的设备得到了过多的电流，主干又很长，过多的电流摄取将会导致过多的电压衰减。结果，一些设备就会得到低于9V的电压。尽管有足够的电流，但是他们却得不到足够的电压。
MooreHawke的ROUTEMASTER系统可以为每个主干支持两个分支，这两个分支从电源调节器到现场设备之间独立运行，但是，它们是相同主干的部分。不是使用一个长主干，它使用两个较短的分支。所以，在每个分支上的主干长度缩短了，并且减少了电压损失量，为每个设备提供高于9V的电压。

基金会现场总线H1与PROFIBUSPA
从现场布线看基金会现场总线和PROFIBUS就有着物理上的一致性。他们使用相同的双绞线电缆和设备适配器，需要相同的主干终端，每个主干都可以处理32个设备。
其中一个主要的区别就是PROFIBUS是一个轮流检测系统，而基金会现场总线应用了循环传送。其它不同点还有：
● FF设备在预定的计划传送数据，而PA设备随机提交数据。在PA中，从设备的轮流检测涉及到总线的主机向设备询问信息，FF的连环活动一览表有一个时间表，决定了主干上的设备通讯时间。
● PA的地址分配必须在与每个设备分别通讯以后才能完成，而FF设备可以主动向总线主机通告它们的地址。
● 每个PA设备通过把它的数据返送回主机，才能把数据传递给其它设备；而FF设备可以与彼此对话，提供了对等通讯。
● FF设备有着固定的功能块，可以进行对等对话，执行控制功能，一旦与控制系统丧失通讯可以继续进行操作。PROFIBUS系统没有功能块功能。PROFIBUS设备向主机报告情况，并从其得到指令；如果到PA主机的通讯断开，设备将会处于不安全位置，或是保持他们最后的设置状态直到指令的到来。
● 在与主干控制卡连接到DCS或是控制系统时，FF和PA的方式也不相同。FF使用HSE（高速以太网）网络把H1卡连接到DCS上；PA使用PROFIBUS DP、使用RS－485或是一种基于以太网的网络PROFINET把它的PA设备连接到DCS。

DD、EDDl和FDT
FF和PA系统要求设备和控制器被“映射”到控制系统。也就是说，DCS或是控制系统必须知道主干上有些什么设备。这通常通过设备描述文件（DD）来完成，DD文件是基于文本的文件，可以从网络上下载到基于FF或是PA的控制系统。例如，从通过FF认证的FF设备上DD文件都可以通过现场总线基金会网站下载。一般情况下，DD文件是通用的，也就是说，它既可以用于FF系统也可以用于PA系统。在控制系统运行过程中，DD文件可以下载到控制系统设备配置当中。DD为设备提供了一个标准的表达方式，允许主机与设备交流，并且允许主机为设备提供一个一致的接口，而与设备的类型无关。
EDDL（Electronic Device Description Language）和FDT/DTM(Field Device Tool and Device Type Management)是编写DD文件的算法。最新一代的EDDL，为GUI显示、配置校准程序、报警和向更高一级软件的接口例如MES、SCADA和工厂历史等提供了更多的信息。EDDL是独立的设备和操作系统。
DTM是供应商与设备交互的驱动程序。DTM编写非常复杂的和程序，所以可以使用配置和管理工具例如PACTware来配置和浏览供应商专有数据。它们和主操作系统是独立的而EDDL则不是。
要运行EDDL和FDT文件，每个控制系统供应商都必须要可以阅读和理解文件。在一段时间里，在现场总线领域里出现过争论，FF供应商不能兼容FDT/DTM文件，反之亦然。好在最近大系统供应商同意修补差异，支持两个系统，所以EDDL和FDT之间的战争好像将要结束了。不久，大多数系统供应商将会既支持EDDL又支持FDT。
终端用户必须保证控制系统计划所用的所有的仪器和现场总线设备都必须符合所选的现场总线。例如，如果一个FF带EDDL的系统被选用，则所有的设备必须有EDDL或是DD文件，一个带FDT/DTM的PB系统也必须保证含有这些文件。幸好，这一点比较容易检测，只要在FF或PA的相关网站上咨询即可。

评价现场总线
最初评价现场总线是通过因为其减少布线而节省的可观费用来进行的。不同于使用成百上千的布线，现场总线只需要一些主干和分支。
近几年，电缆所节省的费用被现场总线的高额设备费用所抵消。和许多用户很不情愿把这些设备装在主干上。在强迫提供短的电路的情况下，例如，限制设备的数目，可以使他们集成在一根主干线上。在许多案例中，从硬件费用和人力使用上看，这是一个悬而未决的事，在另外的情况下，即主干的所有性能可以充分使用的情况下，硬件的节省将会变的可观。
现场总线的一个实际的优点就是可以诊断设备问题，节省维修费用，提供资产管理的信息。允许在设备水平控制和使用智能设备。一个在阿拉斯加的原油公司做了一个关于使用基金会现场系统所节省的费用，这些节省包括：
● 布线——与传统的布线方式相比，可以减少98%的电缆，因为它可以减很多设备到主控室之间的电缆。同时终端的减少幅度也达84%
● 控制室——在控制室里，终端设备的较少响应空出大约三分之二的空间，而这些空间以前因为传统的技术而被控制柜占据着。
● 调试——现场检查和QA/AC时间减少了83%。安装一个发射器的时间只需要20多分钟，而使用非现场总线技术则会需要2个小时。
● 工程制图——因为基金会现场总线、主系统的配置工具和基于目标的能力，当增加油井时，减少了92%的画图时间。

石油天然气行业是最早使用现场总线的，现在，现场总线已经在精炼厂、海洋平台和其它一些工业领域得到广泛应用。

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