現(xiàn)場總線系統(tǒng)中功能塊的調度與通信

現(xiàn)場總線是一種開放式全分布控制系統(tǒng)，由數(shù)字化智能現(xiàn)場設備控制、監(jiān)控組成使用。現(xiàn)場總線的安全性高、成本低，所以成為自動化發(fā)展的熱點。每一個現(xiàn)場應用都是由一組設備功能來實現(xiàn)的，稱作功能塊。

現(xiàn)場總線用于過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等領域的現(xiàn)場智能設備互連通訊網(wǎng)絡。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡的基礎，溝通了生產過程現(xiàn)場及控制設備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。

功能塊的定義和結構特點：

功能塊表示了基本的自動化功能。每個功能塊處理輸入?yún)?shù)，并根據(jù)內部的內含參數(shù)，執(zhí)行特定的算法，產生可用的輸出參數(shù)。因此功能塊由輸入，輸出和內含參數(shù)，和應用這些參數(shù)的算法組成。功能塊用一個位號（FBTag）和對象字典（OD）的索引來標識。功能塊位號提供了一個功能塊的符號引用，在一個系統(tǒng)中應該是主要的。對象字典索引是為了快速訪問功能塊而用的。對象字典的索引只是在包含這個功能塊的資源中才有用。功能塊參數(shù)定義了用于功能塊操作的輸入，輸出和內含參數(shù)。這些參數(shù)可以通過網(wǎng)絡訪問，輸入和輸出參數(shù)通過功能塊之間的連接來交換數(shù)據(jù)。內含參數(shù)用來定義功能塊的私有參數(shù)，盡管他們是網(wǎng)絡可見的，但是他們不參與功能塊連接。功能塊的參數(shù)用設備描述（DD）的MemberId和對象字典索引來標識。DDMemberId和一個Tag相對應，這個Tag在整個系統(tǒng)內必須是主要的;對象索引用來通過FMS服務來訪問一個功能塊參數(shù)。參數(shù)的描述可以通過DD來擴展。功能塊定義和相關的DD描述被組成一個一般依賴于應用領域、設備功能和廠商定義的參數(shù)的集合。

不同類型的設備根據(jù)實現(xiàn)功能的不同可以有不同的功能塊，典型的功能塊包括模擬輸入（AI），模擬輸出（AO）和PID控制功能塊。每一個功能塊都有一些特定的參數(shù)和算法以實現(xiàn)特定的功能。

功能塊的執(zhí)行和調度：

功能塊的執(zhí)行是由一個事件輸入激活的。這個事件可能是：

1.調度：調度定義了功能塊開始被觸發(fā)執(zhí)行的時間。

2.功能塊執(zhí)行的結束：同一個設備內的功能塊執(zhí)行完成后有可能觸發(fā)其他功能塊的執(zhí)行。

3.廠商定義：功能塊的執(zhí)行可由生產廠商自己定義。

要想保證功能塊的調度執(zhí)行正確性和實時性，就必須符合以下特性：

1.系統(tǒng)中的每個功能塊應用有一個相同的時間即系統(tǒng)時間。時間標準的統(tǒng)一才能夠保證每個功能塊執(zhí)行時間的準確性。

2.測量設備定期采樣以保證連續(xù)控制的輸入?yún)?shù)的正確性。

3.在功能塊執(zhí)行時輸入和控制參數(shù)應該保持一致。

4.輸出參數(shù)的產生和應用之間的時間間隔必須小于控制回路的執(zhí)行時間。這個時間間隔包括功能塊之間傳輸數(shù)據(jù)所用的時間和數(shù)據(jù)傳輸完成后等待功能塊開始執(zhí)行的時間。

上述這些特性要求功能塊的執(zhí)行在以下三個方面的調整：

首先，要保證整個系統(tǒng)內的時間同步，以保證功能塊執(zhí)行的同步。   

二，要保證輸出參數(shù)的產生在其他功能塊需要這個參數(shù)之前。    

三，要保證功能塊的調度與總線上數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐剑源_保輸出參數(shù)在合適的時間進行傳輸。 

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