基金会现场总线FF技术在球团竖炉上的应用

控制功能的分散意味着危险分散，从而极大地提高了系统的可靠性。

?FFHSE高速总线和FFH1总线相互补充，构成企业综合自动化系统的网络平台。现场总线仪表、智能I/O与计算机之间通过现场总线连成一体，系统结构简单，可扩展性强，不仅降低了布线成本，而且还具有设备远程调试和自诊断能力，维护方便。

?不仅支持多种现场总线智能仪表，也支持传统的模拟仪表、DCS和PLC，可以在最大程度上保护用户的已有投资。

?支持设备描述技术，保证了不同厂商现场总线设备间的客户操作性，使用户有很大的设备选择空间。

?可以集成各种流行的工业自动化设备和监控组态软件，是真正开放的网络化控制系统。

?采用OPC标准，实现硬件与软件及软件与软件间的信息集成，充分保证了系统的开放性。

?支持Internet，使用户可以通过浏览器对生产过程进行远程监控。

三．系统网络结构设计

　　现场总线技术的核心是网络技术，NCS-3000系统的计算机网络是一个实时网络，信息处理满足实时性、完整性、一致性和可靠性的要求。

　　FF总线系统的功能体系结构如图一所示，共分为五个层次。

　　最底层是H1层。它的特点是可以总线供电，可以通过中继器延长电缆距离；网段的调度设备（LAS）可以冗余；可以在仪表中运行功能块，使控制功能分散到现场仪表；可以用于本质安全防爆环境。

　　第二层是HSE层。它是高性能的控制干线，通讯速率达到100Mbit/s；采用标准以太网设备和网络；通过联接设备可以集成H1子系统；HSE可以选择冗余；通过HSE不但能够运行标准的功能块，而且可以运行灵活功能块，以满足批量控制和混合控制的需要。

　　第三层是OPC数据交换层（OPCDX）。在这一层，服务器与服务器之间可以交换数据，从而使数据可以用于支持各种应用软件包，例如，应用于ERP系统，资产管理系统（AssetManagement），历史数据处理，最优化算法，数据仓库等，通过OPCDX还可以与非FF系统进行数据交换。

　　第四层是上述的各种应用软件包在这一层运行。

　　第五层是MIS系统，将过程数据用于全厂管理。

根据FF总线系统体系结构，结合竖炉造球生产的工艺特点，将竖炉造球控制系统结构设计如下，见图二。

　　如上图所示，整个系统由配料烘干电气控制系统、造球筛分电气控制系统、竖炉本体电气控制系统、成品运输电气控制系统和过程检测（仪表）控制系统等子系统组成。过程检测（仪表）控制系统包括若干H1子系统，采用总线拓扑结构，通过HSE/H1网关与网络集线器连接；系统中的各电气控制系统由NCS-3000FF分布式智能I/O组成，将传统的离散数据和过程控制中标准的4～20mA模拟仪表信号引入系统，完成安全连锁等功能；各电气控制系统、仪表控制系统和上位机，如操作站（人机接口），工程师站（组态与诊断），　生产调度（企业资源计划）工作站和管理工作站等，通过工业以太网与网络集线器连接，采取星型拓扑结构。

　　系统中的操作站、工程师站、生产调度工作站和管理工作站构成系统的生产调度、计划管理、信息决策网络层，该层网上传递的管理数据信息量较大，实时性及安全性要求不很高，采用工业以太网方式互连，使系统具有冗余功能。用户通过网络能将生产决策、计划、管理、经营和调度等所有功能信息进行有效集成，使工厂各个职能部门和车间成为一个统一的整体。网络各计算机主要功能是：操作站的作用是完成系统的数据采集与处理、数据存储与交换及显示等功能；工程师站的作用是完成对设备的组态、系统工艺参数的设定和修改、报警上下限的设定及系统运行、生产、报警等历史资料的显示和查询功能；生产调度工作站的作用是实现各车间生产调度自动化；管理工作站的作用是对系统实时数据和历史数据进行管理，　生成管理所需的各种统计报表并打印。采用OPC标准，实现硬件与软件及软件与软件间的信息集成，具有良好的开放性。自主开发的组态及监控软件各种控制算法满足基本连续控制、逻辑控制、顺序控制的要求；支持在线组态功能；支持自定义控制算法功能；支持参数自整定的能力；支持先进控制的能力；支持高级语言环境的能力。

现场控制网络层采用现场总线基金会FFH1总线和FFHSE总线。仪表控制系统所使用的FF智能仪表通过FFH1总线按照总线拓扑结构连接，根据安装位置和功能划分为8个网段，每个网段有8-16台设备，各网段间通过HSE/H1接口设备与HSE总线按照星型拓扑结构连接。FF现场总线仪表可构成控制回路、能够提供更多过程信息或更多维护信息，具有设备远程调试和自诊断能力，维护方便。Hl链路主设备LAS（具有链路活动调度功能的设备，控制阀、变送器均可以有此功能）可进行冗余配置。传统