现场总线及应用技术概述

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：功能块的算法由块的类型和控制参数确定。在一个功能块内参数的名字是唯一的。为了支持静态参数值跟踪，相关联的块将增加静态修订参数ST REV的值，而且每次静态参数值被修改后都被当作发生一次更新事件。由于这些参数的属性经常改变，所以它们通常不被组态设备所跟踪，即不改变ST REV的值。一个功能块的输入参数连接到其他某功能块的输出参数，并获得数据进行运算。

1.功能块

功能块是一种图形化的编程语言，可以形象地比喻为“软件的集成电路”。它有一套输入、输出和内部控制参数，输入参数通过一套特定的算法产生输出参数供系统或其他功能块使用。本节介绍的是一套按基金会现场总线技术设计的现场总线功能块及其应用。

功能块通过位号（Tag：最多32个可视字符串）和一个数字索引来识别。在同一个控制系统中功能块位号（Tag）必须是唯一的，而数字索引在一个包含该功能块的应用中亦然。

简短的数字索引可以优化对功能块的访问。功能块位号是通用的，而数字索引仅在包含这个功能块的应用中有意义。输入、输出参数是网络可见的，并可互相连接。控制参数（或称包含参数）虽然不能和其他功能块连接使用，但也是网络可见的。功能块的算法由块的类型和控制参数确定。

一个功能块输入参数连接到上游功能块的输出参数，并从中“拉取”数据。这种连接可能在同一个功能块中应用，也可能在不同功能块中应用，可能在同一个设备中也可能在不同设备中。正如前面已经提到，功能块参数根据使用目的被分成4组“视图（View）”：动态操作数据（View1）、静态操作数据（View2）、所有动态数据（View3）和其他静态数据（View4）。

现场总线网络的信息交换划分为两个层次。操作员站和功能块应用的信息交换称为“背景通信”，而为功能块连接的实时性通信是级别更高的“运行通信”。

2.参数

每个参数的名字由4个无符号整数字节组成。在一个功能块内参数的名字是唯一的。在一个系统内，用“功能块位号.参数的名字”来表达，即“Tag.Parameter”。这个结构被用来获得参数的索引。

参数的存储属性可以分级为动态的、静态和不易失的。根据分级，某些参数的数值在掉电后可能要重新存储。参数属性的分级决定了它们在设备中存储的方法。

1）动态的参数值是功能块算法计算随时产生的结果，因此在掉电后它不需要重新存储。(www.chuimin.cn)

2）静态的参数值在每次掉电后要重新存储。接口设备或一些临时的设备有时会写这些静态参数。静态的参数值通常被一个组态设备跟踪。为了支持静态参数值跟踪，相关联的块将增加静态修订参数ST REV的值，而且每次静态参数值被修改后都被当作发生一次更新事件。

3）不易失的参数值经常被写。掉电后原来最后的值必须要存储在设备中。由于这些参数的属性经常改变，所以它们通常不被组态设备所跟踪，即不改变ST REV的值。

控制参数或称包含参数是由上位设备如计算机站来组态、设定或计算的。它们不能和其他输入、输出参数连接使用。MODE BLK（块模式）就是对所有功能块都通用的包含参数的例子。块的执行包括输入、输出、包含参数和块的算法。块算法的执行时间被定义为块的参数，它的数值依赖于块是如何实现的。

输入参数进入算法，并结合功能块应用的状况，如功能块是否能达到为它所设定的目标模式（Target Mode）。目标模式是模式中的一项，表示希望功能块所运行的模式，通常被控制器或操作员设定。

在某些条件下功能块不能运行所希望的模式。在这种情况下，现实模式（Actual Mode）表示它实际达到的模式。比较目标模式和现实模式就知道是否达到了目标模式。功能块模式参数的值被许可模式（Permitted Mode）参数所定义，这样用于控制功能块的模式参数在每种功能块中都不相同。功能块可以使用什么模式是设计功能块时就决定了的，在功能块应用组态中可以指定其中的一种，一旦现实模式确定，功能块开始执行，并因此产生输出。

一个输出参数可以被连接到若干个功能块的输入参数供使用，包括一个状态（Status），它指示输出参数的质量和它产生时功能块的模式。有时一个输出参数的值可能不从一个块外部的来源得到，而是从块的算法产生。某些输出参数的值依赖于块模式参数的值，这些输出参数被称作模式控制输出参数。输出参数包含一个主要（初级）输出参数，为其他功能块用于控制计算目的。这些功能块可能还包含一些次级输出参数，如报警、事件等，它们起到支持主要输出参数的作用。

一个功能块的输入参数连接到其他某功能块的输出参数，并获得数据进行运算。输入参数也伴随一个状态（Status）。当它被连接到输出参数时，输出参数的状态就是这个输入参数的状态。当它没有被连接到输出参数时，它的状态将指示出“没有连接”。当一个应当收到的输入参数而没有收到时，功能块支持数据发送响应的服务将设置一个“失败”的输入参数状态，没有被连接的输入参数数值被当作常数处理。输入参数包含一个主要（初级）输入参数，被用于控制计算目的。这些功能块还包含一些次级输入参数，它们起到支持对主要输入参数进行某些处理的作用。

所有输入、输出参数的结构都是“数值加状态”，但一些包含参数也可能是这样的数据结构，如PV、SP、RCAS IN和ROUT IN等。

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