FCS165現場總線控制系統步序控制功能塊的設計與開發

　　摘要：現場總線（Fieldbus）是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線，它主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和控制系統之間的信息傳遞問題。由于現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優點，因而受到了許多標準團體和計算機廠商的高度重視。FCS165現場總線控制系統步序控制功能塊具有單功能塊獨立運行和多功能塊級聯運行2種工作方式，多功能塊級聯設計極大地簡化了順序控制邏輯組態的工作量。
　　
　　一、步序控制功能塊的算法
　　
　　FCS165現場總線控制系統步序控制功能塊及其參數如圖1、表1所示。　　
　　當前步序的設定時間小于限定時間時，則設定時間起作用；當前步序的限定時間小于等于設定時間時，則限定時間起作用。步序控制功能塊的Start輸入出現上升沿或者點擊參數設置窗口的啟動按鈕則啟動步序。步序啟動后，將運行輸出標志Run置為1，并判斷當前步序是否為禁止步序，如果將按位禁止步BitDis的禁止步序位設置為1，則當前步序為禁止步序，步序跳過當前步序自動執行下一步序；如果BitDis的禁止步序位為0，則當前步序不為禁止步序。此時，將當前步序輸出指令置為1，并計算當前步序運行時間Trun，每執行1個運算周期Trun加上1個周期的時間值。
　　
　　當設定時間起作用時，如果當前步序的反饋信號為1且運行時間為當前步序設定時間，將當前步序輸出指令清零，并將Trun和剩余時間Trst的輸出清零；如果當前步序值小于zui終步序值，則當前步序加1等待下一個運算周期程序的執行；如果當前步序值等于zui終步序值，則整個步序結束，將當前步序輸出指令、Trun、Trst和當前步序號Step清零。
　　
　　如果步序運行時間等于當前步序設定時間且反饋信號仍為0，步序運行被暫停，將故障輸出標志Fail置為1，發出步序故障報警，程序保持在當前步序，并將Trun、Trst和當前步序輸出指令清零，在消除外部故障后點擊啟動按鈕，步序繼續從當前步序開始執行。當步序啟動后，可在任意時刻點擊復位按鈕終止步序，并將除打包點SS外的所有輸出清零，也可點擊停止按鈕暫停步序，步序暫停時將Trun、Trst和當前步序輸出指令清零。當前步序處于故障或者暫停狀態時，可點擊跳步按鈕實現跳步功能，在跳步操作時需要滿足設備的安全運行條件。
　　
　　當限定時間起作用時，只要當前步序反饋信號為1，則自動執行下一步序，無需達到限定時間，其它功能與設定時間起作用時相似。
　　
　　二、控制組態
　　
　　對于少于8步的單步序控制功能塊的組態方式，FCS165現場總線控制系統與其它DCS基本相似。對于8步以上的順序控制邏輯可通過多個步序控制功能塊的簡單級聯，即通過將上一級步序控制功能塊的Link輸出引腳連接至下一級步序控制功能塊的Start輸入引腳實現復雜順序控制邏輯的組態（圖2）。FCS165現場總線控制系統步序控制功能塊的級聯zui大步數為160步。　　
　　在第1個步序控制功能塊（步序控制主功能塊）的參數設置窗口中設置整個級聯步序的zui大步序值，整個級聯步序控制中參數（Start、Stop、Jstep、Rst、Step、Trun、Trst、Run、Fail、End）的設置和操作均在步序控制主功能塊上進行。控制邏輯的組態除了在步序控制主功能塊上進行外，剩余的控制邏輯組態與步序控制主功能塊類同，如BitDis的設置和SS輸出的顯示、步序反饋信號的輸入及步序的輸出指令的連接、各個步序的設定時間和限定時間的設置等。
　　
　　三、結語
　　
　　FCS165現場總線控制系統步序控制功能塊具有單功能塊獨立運行和多功能塊級聯運行2種工作方式，多功能塊級聯設計極大地簡化了順序控制邏輯組態的工作量。經過長期測試和多個實際工程應用表明，FCS165現場總線控制系統步序控制功能塊組態簡單、控制效果較好。