油田中心處理廠現場總線控制系統的安裝、組態(tài)和調試

功能塊的選擇：本項目中可供選擇的功能塊種類有：輸入類、控制類、計算類和輸出類。

鏈接的概念：從輸出參數到輸入參數，功能塊彼此鏈接。鏈路中既包括參數數值，又包括參數狀態(tài)。不同設備間功能塊的鏈接，稱之為外部鏈接，通過網絡通信實現同一設備上功能塊的鏈接，稱之為內部鏈接，該鏈接不需通過總線進行通信，會立即完成并且不占用網絡帶寬。所以，在將功能塊分配到設備時，盡可能將功能塊安排在一個設備中，使鏈路存在于設備內部，從而減少鏈路通信時間。鏈接有3種：非串級向前、串級向前、串級向后，向前鏈路源頭的模塊被稱為高端或上游模塊，接收向前鏈路的模塊被稱為低端或下游模塊?；饡写壥侵笍钠渌δ軌K接收設定點信號的任何類型的功能塊，與傳遞上游模塊輸出到下游模塊串級設定點的串級向前相關聯，是從下游模塊反饋到設定點源頭的向后反饋鏈路，反饋鏈路起自回算輸出，中止于回算輸入。向前和向后串級鏈路通稱為串級結構。

功能塊參數的設置主要針對如下功能塊：

（1） 輸入類功能塊：輸入類模塊通過轉換塊中的一個硬件通道訪問現場物理設備，如壓力、溫度、液位或流量變送器等，獲得其對應基本數值，并將對應數值提供給其他功能塊使用。AI模塊完成通道的配置、仿真、阻尼和過程變量報警。根據信號類型和處理要求，輸入功能塊可能的組態(tài)是設置如下參數：通道參數、模塊模式參數、過程變量過濾時間參數、線性化類型參數、轉換器刻度參數、輸出刻度參數、狀態(tài)選項參數等。

（2） 控制類功能塊：控制類功能塊從其他功能塊接收輸入并進行處理，為其他功能塊產生輸出。該類功能塊既有設定點選擇，又有輸出選擇，并支持串級結構。該模塊一般具有過濾、設定點選擇和限幅、PID算法、輸出選擇和限幅、前饋、設定點跟蹤、輸出跟蹤以及過程變量和偏差報警等。根據控制策略，控制功能塊可能的組態(tài)是設置如下參數：模塊模式參數、過程變量過濾時間參數、回算輸出參數、過程變量刻度參數、輸出刻度參數、前饋變量刻度參數、控制選項參數、模式遷移旁路參數等。

（3）計算類功能塊：計算類功能塊從其他功能塊接收輸入并進行處理，為其他功能塊產生輸出。它支持輸出選擇，但不支持串級結構，根據計算的函數不同，計算功能塊有不同的參數，其組態(tài)也不同，但一般模塊模式都設為自動。

（4）輸出類功能塊：輸出類功能塊從其他功能塊接收設定點輸入，可能對數值進行處理，然后通過轉換塊中的硬件通道傳遞給閥門定位器、電氣轉換器等物理輸出設備。輸出類功能塊有設定點選擇。它提供許多用戶對定位器所希望的功能，如限幅、信號反轉、實際位置讀回、仿真以及故障安全的功能。根據控制策略和使用的輸出設備的類型，其可能組態(tài)是如下參數的設置：模塊模式參數、通道參數、1/0選項參數、故障安全時間參數、故障狀態(tài)值、過程變量刻度參數、轉換器刻度、輸出刻度參數、模式遷移選項等。

4 系統調試

鏈路設備自動管理每一個網絡上所有設備的地址，只要設備接人網絡，鏈路設備就自動對其進行檢測，只要設備接人的網絡正確并正常工作，該設備就會與同一網絡的其他設備顯示在網絡的在線設備列表中。現場總線設備組態(tài)數據庫是以用戶定義的設備位號為基礎準備的，與特定的物理設備沒有任何關系，連接在網絡上的物理設備必須與它相關聯的組態(tài)結合才能正常的工作，結合方式為：每一個現場總線設備都有一個唯一的32位字符的設備標識符，它是設備的硬件地址，如同以太網卡的MAC地址，由制造廠設定在線路板上，唯一且不可更改。只要設備接人網絡，設備標識符就會被取到在線設備列表中，設備的位號也是在制造廠預組態(tài)的，只要設備組態(tài)的位號和其策略組態(tài)的位號與設備制造廠預組態(tài)的位號一致，該現場設備就會與其組態(tài)關聯。完成了設備及其位號的關聯后，下載組態(tài)文件。組態(tài)文件正確下載后，進行回路檢查和現場儀表校驗。現場總線設備的校驗在控制室進行。包括輸入校驗和輸出校驗。

輸入校驗：將一個已知的標準信號值加到變送器，并將該值寫人輸入類轉換塊的高低校準點參數中，低點值不一定低于高點值，如在液位測量中的量程遷移。測量范圍的設置是在PID或AI等功能塊的轉換器刻度參數中進行，傳感器校準最小量程可從轉換模塊的校準最小量程參數中查詢，校準點數值的單位在轉換模塊的校準點單位參數中選擇。

輸出校驗：輸出校驗是強制電氣閥門定位器、信號轉換器等執(zhí)行機構的轉換塊輸出，在自校驗類型參數中選擇校驗類型，在自校驗命令參數中啟動校驗命令。由于總線閥門定位器具有自動安裝特性，定位器可自動使閥門做一次全行程全關和全開動作。除此之外，也需校驗回路的故障安全性能。

低端和高端的校驗點，無論是輸入校驗，還是輸出校驗，都互不干擾，無須反復校驗。為留下校準記錄，可以在設備中存儲并驗證有關數據，包括日期、地點、使用方法以及校準人員等。

總之，現場總線控制系統與成熟的DCS系統比較，安裝更方便，組態(tài)更靈活，調試更簡單。

參 考 文 獻

張潔，譚克勤，朱守云．現場總線與工業(yè)以太網絡應用技術手冊[M>．上海：上?？茖W技術出版社，2002.
作者簡價：劉超明（1967），湖北天門人，工程師，1989年畢業(yè)于江漢石油學院機械工程系，長期從事國內外工程項目的施工、系統調試和試運工作。