现场总线与工业以太网基金会现场总线仪表

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1、与常规仪表相比，基金会现场总线仪表的主要特点表现在功能块和通讯功能两个方面。首先，现场总线仪表的功能由所带的功能模块决定，同类型被测变量的变送装置如果所带的功能模块不同，所具有的功能也不同。例如，北京华控技术有限公司的温度变送器HK2F102TT仅具有AI功能模块，而Smar公司的302温度变送器不仅有AI功能模块，还有PID功能模块。因此，它们可应用在不同的场合。此外，同类型的执行器，由于采用的智能阀门定位器所带功能模块不同，同样，会具有不同的功能。例如，ABB公司的TZID2C120220定位器只有AO功能，而SamsonAG公司的3787定位器除了带AO功能模块外，还带PID功能模块。

2、另外，不同版本的现场总线仪表功能也可能有所不同。不同版本的现场总线仪表所带的功能模块不同，所具有的通讯类型不同。通常，常规仪表使用不必考虑仪表的版本。现场总线仪表中，由于总线通讯中有发布方和约定接受方之分，不同版本仪表的发布方和接受方的数量不同。例如，Rosemount公司的3051现场总线压力变送器，版本3具有2个发布方和3个接受方，而版本6不仅具有4个发布方和4个接受方，还可作为链路主设备的后备。通讯功能是现场总线仪表的主要特点。基金会现场总线控制系统将控制下移到现场级，仪表通讯更为重要。由于现场总线仪表的信号连接是通过现场总线进行，现场总线仪表位通讯能力、位置、所带功能模块，都影响现场

3、总线系统的通讯性能。1．现场总线压力变送器(LD302)LD302是现场总线仪表系列的重要产品之一，它是一种测量差压、绝对压力和表压力、液位和流量的变送器。它同时也是一种转换器，即把差压、绝压、表压、流量和液位转换为符合FF标准的现场总线数字通信信号。LD302是在具有运行可靠和性能优越并经现场验证的数字式电容传感器的基础上开发的。LD302的测量范围为0～12.5Pa／40MPa；准确度为校准量程的0.1％，校准范围为从URL(测量范围上限，UpperRangeLimit)至URL/40；与介质接触的部分采用316不锈钢、哈氏合金和钛等；数字指示器为任选件，它是一个四位半数字值和五位字母的

4、LCD(液晶显示)显示器。LD302是Smar公司完整的302系列现场总线仪表的一部分，将多个现场总线仪表互联起来，用户通过功能块的连接，即能建立适合于用户中所需的控制策略。为了对用户友好，引入了功能块的概念。这样，用户能容易地建立和综观一个具有复杂控制策略的系统。另一个优点是增加灵活性，控制策略不需要重新接线或改变任何硬件即可编制。在发展整个302系列现场总线仪表时，已考虑了在小系统和大系统中实现现场总线的各种需要。302系列现场总线仪表具有共同的特点：既能在网络上作为主站使用，也可在本地(机)用磁性工具组态，这样在许多基本应用条件下不再需要组态器(手持终端)或控制盘。（1）LD302的内

5、装功能模块LD302不仅是一个压力、差压变送器，而且是一个网络节点，它包含的模块有：一个现场总线资源块，一个传感器输入转换块，一个传感器显示块，一个模拟输入AI功能块，一个PID)控制功能块，一个累积INTG功能块，一个输入选择ISEL功能块，一个折线CHAR功能块，一个计算ARTH功能块。图2.38LD302的内装模块图这些模块都是典型的常用各种应用中的功能模块，LD302提供这些模块用于控制系统。一台现场总线仪表包含几个功能模块。LD302内装的功能模块如图2.38所示。为了更好地掌握和使用功能块，下面主要对LD302中的内装模块中PID和AI进行总结性的简要概述。PID功能块使用时如同

6、一个由操作员、其他功能块、计算机、DCS或PLC调整的设定值，控制变量也具有相同的设定值调整结构。MV值(控制变量)与乘上增益的前馈变量相加，并加上一个偏置值。PID功能块提供限值报警、偏差报警、设定值跟踪、安全输出、直接(正向)作用和反向作用。模拟输入AI模块接收由传感器测量的变量，并加以定标、滤波，使输出信号能用于其他模块。输出可以是输入的线性函数，也可以按照平方根模式。AI模块具有报警功能，还能切换到手动，以便迫使输出变成一个可调的数值。（2）控制策略其他现场总线仪表的功能也是以模块型式体现的，存在于其他现场总线仪表中的某些功能模块在LD302中没有提供。将现场总线系统的各种功能模块结

7、合在一起，能为大多数控制系统提供所需的全部功能。例如，图2.39显示LD302在控制系统中的一个简单应用。图中执行器包含一个模拟输出功能块AO，注意，TOT是累积块符号的又一种表示。用户可以把LD302和执行器中的功能块通过现场总线连接起来，形成用户所需要的控制策略。在系统中每一个块均由用户所分配的指定模块位号所标识，在现场总线系统中，这个位号必须是惟一的。在功能块中，有三种类型参数：输入参数，功能块接收到并