第二講  基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)功能塊基本知識（下）

斯可克

1  量程標定參數
    現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統從輸入設備得到測量數據經(jīng)過(guò)運算后由輸出設備執行，其中有些環(huán)節使用工程單位比較方便，但有些環(huán)節使用百分數比較方便?；饡?huì )制定的標定參數決定了變量的量程范圍、工程單位及小數點(diǎn)右邊顯示幾位。例如浮點(diǎn)數標定參數有DS-68的數據結構（見(jiàn)表1）。

表1  浮點(diǎn)數標定參數的數據結構DS-68

    標定參數分布在輸入、輸出功能塊及轉換器塊和計算功能塊中，如表2。
PID功能塊使用PV_SCALE參數將誤差信號轉換成百分比，通過(guò)計算得出同樣是百分比的輸出信號，同時(shí)可以使用OUT_SCALE參數將它轉換回工程單位數值；AI功能塊使用XD_SCALE參數決定從輸入轉換器塊得到的數值的工程單位；AO功能塊使用XD_SCALE參數將SP值轉換成輸出轉換器塊得到的工程單位的數值，同時(shí)它也是反饋讀出值的工程單位。表2是和標定有關(guān)的參數分布。

表2  有關(guān)標定的參數分布

        注1：*、**：取值需要互相匹配的參數對。
        注2：有連接關(guān)系的參數雙方也必須有相同的標定范圍。
2  錯誤狀態(tài)的參數處理和激活
    當功能塊被檢查出不正常情況，例如有不能使用的輸入信號或在指定的時(shí)間內通信仍然不能完成；或用戶(hù)在資源塊設定了錯誤狀態(tài)，于是模塊將進(jìn)入一種特殊的狀態(tài)，此時(shí)輸出塊可能采取一些安全的動(dòng)作，這種特殊的狀態(tài)稱(chēng)“錯誤狀態(tài)”。它有三種產(chǎn)生的途徑：
(1)  由功能塊自身檢查出的錯誤
    某些功能塊可以組態(tài)成為當發(fā)現一個(gè)不能使用的輸入（如上講中質(zhì)量“壞”的數據）時(shí)或在指定的時(shí)間（FSTATE_TIME）內仍然不能完成通信就送出一個(gè)初始的錯誤狀態(tài)（IFS）。
(2)  傳遞初始的錯誤狀態(tài)（錯誤產(chǎn)生在上游的功能塊）
    支持串級控制的功能塊有一個(gè)特殊的處理，就是把錯誤狀態(tài)傳遞到下游的功能塊直到輸出塊。
(3)  使用資源塊激活錯誤狀態(tài)
    資源塊的錯誤狀態(tài)參數可以強制所有該設備內的輸出功能塊立刻進(jìn)入錯誤狀態(tài)。
當錯誤狀態(tài)激活后輸出功能塊可以被組態(tài)為“凍結”在錯誤狀態(tài)發(fā)生前的最后值或預先設置的某個(gè)值（如全開(kāi)或全關(guān)）。這些功能說(shuō)明，基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)不僅能對系統和設備進(jìn)行隨時(shí)自診斷，而且在它發(fā)現錯誤時(shí)可以自動(dòng)采取必要的安全保護動(dòng)作。
3  報警和事件參數
    報警和更新事件稱(chēng)作警報，它表達檢測到功能塊應用內部重要的事件發(fā)生。功能塊可以把這個(gè)事件報告接口設備或其他現場(chǎng)設備。報警不僅指變量和極限之間的比較，還包括功能塊執行時(shí)發(fā)現的軟件硬件故障引起的塊報警。
    更新事件表示一個(gè)靜態(tài)參數被改變，僅此時(shí)接口設備才讀這個(gè)靜態(tài)參數，和動(dòng)態(tài)參數相比，這類(lèi)參數極少改變。
有關(guān)報警的參數有：
(1)  報警參數(X_ALM)
    浮點(diǎn)數報警參數數據結構為DS-71，見(jiàn)表3。

表3  浮點(diǎn)數報警參數數據結構DS-71

(2)  報警極限參數X_LIM
當數值達到或大于極限時(shí)，一個(gè)模擬報警發(fā)生了。報警狀態(tài)一直維持到數值小于極限值減去報警回差。只要設定報警極限值是正負無(wú)窮（INF）就等于關(guān)閉了報警。
(3)  報警回差參數ALARM_HYS
為清除報警條件，PV和OUT要小于報警極限一定的值稱(chēng)報警回差。報警回差以PV/OUT的量程的百分比來(lái)表示。
(4)  警報優(yōu)先權參數X_PRI
警報優(yōu)先權參數指一個(gè)報警或事件的重要性?xún)?yōu)先權。優(yōu)先權可以是：
0-1=該警報不作為公告發(fā)布，自動(dòng)確認。優(yōu)先權大于1屬于較重要警報，則必須報告。
(5)  報警摘要參數ALARM_SUM
這個(gè)參數摘要同一個(gè)功能塊的多達16個(gè)報警狀態(tài)。
(6)  塊報警參數BLOCK_ALM
塊報警被用于組態(tài)、硬件、連接錯誤或塊內的系統問(wèn)題。因為它是字符串，所以可以表示多種錯誤。
(7)  更新事件參數UPDATE_EVT
功能塊更新事件參數是為捕捉向功能塊內一個(gè)靜態(tài)參數寫(xiě)入的動(dòng)態(tài)信息。靜態(tài)參數每改變一次，本參數值加1，和ST_REV參數類(lèi)似。
4  仿真參數
所有輸入輸出功能塊都有仿真參數SIMULATE或SIMULATE_D（開(kāi)關(guān)量）、SIMULATE_P（脈沖）。它們包括值、狀態(tài)和一個(gè)使能（激活）開(kāi)關(guān)。這個(gè)開(kāi)關(guān)在I/O功能塊、轉換器塊和硬件通道間起切換作用。這使得現場(chǎng)總線(xiàn)系統可以在操作站對系統進(jìn)行仿真調式，大大節省了系統調試工作量。
當仿真條件開(kāi)關(guān)使能，轉換器塊或輸入（出）通道被切斷。仿真的值和狀態(tài)被送給輸入功能塊（或回讀參數）。狀態(tài)可以用來(lái)仿真轉換器錯誤。仿真使能時(shí)資源塊在塊錯誤狀態(tài)。這提示系統處在不能進(jìn)行按照正常算法的運行條件下。

表4  仿真使能和禁止時(shí)的作用

浮點(diǎn)數仿真參數有DS-82數據結構見(jiàn)表5。

表5  浮點(diǎn)數仿真參數數據結構DS-82

為了滿(mǎn)足對系統各種復雜性能的組態(tài)需要，有些參數無(wú)法用簡(jiǎn)單的表達來(lái)確定，這些參數包括一系列可選的值用來(lái)表達不同的含義。人們稱(chēng)之為選項參數。其中有些選項參數為許多功能塊共同使用，它們是：
(1)  IO_OPTS選項參數
此參數用于I/O特性的設置，例如是否將輸入輸出離散變量進(jìn)行邏輯反相、錯誤狀態(tài)時(shí)輸出要達到的值、AI功能塊的小信號切除功能被使能、一旦錯誤狀態(tài)激活，設定目標模式是手動(dòng)（Man）等。
(2)  CONTROL_OPTS選項參數
此參數用于控制特性的設置，例如可以設定旁路，旁路時(shí)控制策略不能實(shí)現閉環(huán)控制、允許設定值SP跟蹤過(guò)程變量PV、當目標和現實(shí)模式是手動(dòng)（Man）不對輸出進(jìn)行限制等。
(3)  STATUS_OPTS選項參數
此參數用于對參數狀態(tài)（質(zhì)量）的處理，例如原始輸入參數（IN）的狀態(tài)如果是壞（BAD），設定輸出參數（OUT）是初始錯誤狀態(tài)、把有“不確定”狀態(tài)參數用作“好”或“壞”值、如果IN壞，目標模式到手動(dòng)、如果傳感器信號被高或低限制，設它輸出的狀態(tài)為“壞”等。
選項參數都是兩個(gè)字節的“位串”，各位分別表達不同的選擇。還有一些選項參數僅僅用于某一個(gè)功能塊，再此就不予以詳細介紹。
6 通道組態(tài)參數
通道組態(tài)參數用于多通道I/O設備，它和設備特性有關(guān)，例如：
(1)  固定I/O設備
如變送器、多通道溫度輸入模塊、開(kāi)關(guān)量模塊等?？蓞⒖加嘘P(guān)設備廠(chǎng)商使用手冊。
(2)  可組態(tài)I/O設備
主要指插卡模塊結構的控制設備，它們的I/O卡件的種類(lèi)和數量都不是固定的?？蓞⒖加嘘P(guān)設備廠(chǎng)商使用手冊。
7  功能塊和參數表達
    功能塊一般的表達首先是一個(gè)邏輯框圖，邏輯圖有可連接的輸入輸出端子（參數）并形象地用圖形表示信號的連接關(guān)系和處理算法。功能塊除了上面提到的參數外還有各自特有算法的有關(guān)參數，所以將有一段對功能塊算法的描述。參數表前6項見(jiàn)表6。

表6  功能塊參數列表形式
（E：列舉參數；na：無(wú)單位位串；RO：只讀；D：動(dòng)態(tài)；S：靜態(tài)；N：非易失）

    上面列舉的6個(gè)參數被規定為通用參數，對每個(gè)塊都適用，所以后面介紹功能塊參數時(shí)將省略這6個(gè)參數以節省篇幅。這里先對它們做如下介紹：
ST_REV 本功能塊相關(guān)靜態(tài)數據版本級別，每當靜態(tài)參數屬性被改變或重寫(xiě)一次，此參數值將被加1。它起跟蹤靜態(tài)參數屬性改變的作用。
TAG_DESC 為用戶(hù)描述功能塊的用途方便，最長(cháng)32個(gè)字符，不參與功能塊運行。
STRATEGY 用于方便識別塊的分組（0-65535），此數據也不被塊檢查和處理。
ALERT_KEY 這是一個(gè)工廠(chǎng)辨識號碼（1-255），這個(gè)信息用于主系統對報警進(jìn)行分類(lèi)等等，不影響功能塊運行。
MODE_BLK 塊模式參數，用戶(hù)最常用的重要參數，見(jiàn)第一講內容。
BLOCK_ERR 表示多種塊的軟硬件相關(guān)的錯誤狀態(tài)，它們是：0=其他（低位LSB）；1=塊組態(tài)錯誤；2=連接組態(tài)錯誤；3=仿真激活；4=本地跨越LO；5=設備失效安全設定；6=設備需要立刻維護；7=輸入錯誤/PV有壞狀態(tài)；8=輸出錯誤；9=存儲器錯誤；10=失去靜態(tài)數據；11=失去NV數據；12=回讀檢查錯誤；13=設備現在需要維護；14=上電；15=O/S（高位MSB）。