現(xiàn)場總線系統(tǒng)中功能塊的調(diào)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(shè)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(yīng)用都是由一組設(shè)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(lǐng)域的現(xiàn)場智能設(shè)備互連通訊網(wǎng)絡(luò)。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)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(jié)構(gòu)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(nèi)部的內(nèi)含參數(shù)，執(zhí)行特定的算法，產(chǎn)生可用的輸出參數(shù)。因此功能塊由輸入，輸出和內(nèi)含參數(shù)，和應(yīng)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(biāo)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(yīng)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(nèi)含參數(shù)。這些參數(shù)可以通過網(wǎng)絡(luò)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(nèi)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(luò)可見的，但是他們不參與功能塊連接。功能塊的參數(shù)用設(shè)備描述（DD）的MemberId和對象字典索引來標(biāo)識。DDMemberId和一個Tag相對應(yīng)，這個Tag在整個系統(tǒng)內(nèi)必須是主要的;對象索引用來通過FMS服務(wù)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(guān)的DD描述被組成一個一般依賴于應(yīng)用領(lǐng)域、設(shè)備功能和廠商定義的參數(shù)的集合。

不同類型的設(shè)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(diào)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(diào)度：調(diào)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(jié)束：同一個設(shè)備內(nèi)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(chǎn)廠商自己定義。

要想保證功能塊的調(diào)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(yīng)用有一個相同的時間即系統(tǒng)時間。時間標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一才能夠保證每個功能塊執(zhí)行時間的準(zhǔn)確性。

2.測量設(shè)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(yīng)該保持一致。

4.輸出參數(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)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(diào)整：

首先，要保證整個系統(tǒng)內(nèi)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(chǎn)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(diào)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(jìn)行傳輸。 

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