FOUNDATION Fieldbus（FF）協(xié)議是一種現(xiàn)代化的數(shù)字通信協(xié)議，其中FF H1協(xié)議在大型的化工、電力、石油等流程工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于FF H1協(xié)議具有諸多優(yōu)勢，例如高度可靠性、高速數(shù)據(jù)傳輸、強(qiáng)大的診斷能力和靈活的設(shè)備管理等，因此它成為了流程工業(yè)中儀表監(jiān)測和控制的理想總線選擇。

雖然FF H1協(xié)議在現(xiàn)場儀表通信方面表現(xiàn)出色，但在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。大多數(shù)的DCS（Distributed Control System）系統(tǒng)通常是基于模擬和數(shù)字信號(hào)的采集，而缺乏對(duì)FF H1協(xié)議的集成與支持，這就導(dǎo)致了在一些現(xiàn)場應(yīng)用中，DCS系統(tǒng)無法采集和集中管理FF H1儀表的數(shù)據(jù)，從而限制了對(duì)生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控和優(yōu)化。

（大多DCS系統(tǒng)都缺乏與FF H1相關(guān)的數(shù)據(jù)采集解決方案）

二、項(xiàng)目概述

某系統(tǒng)集成商在接到了一個(gè)化工升級(jí)改造項(xiàng)目的委托后，發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目現(xiàn)場使用了大量的FF H1儀表，且這些儀表被廣泛應(yīng)用于監(jiān)測和控制化工生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，如溫度、壓力和流量等。而該項(xiàng)目的目標(biāo)則是實(shí)現(xiàn)對(duì)這些儀表的集中監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，并將其集成到現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)中。但該系統(tǒng)集成商所使用的DCS系統(tǒng)沒有支持FF H1協(xié)議的通信模塊，因此無法直接采集和監(jiān)控FF H1儀表的數(shù)據(jù)，這便使得該項(xiàng)目變得更加復(fù)雜且更具挑戰(zhàn)性了。

三、解決方案

對(duì)此，該系統(tǒng)集成商一直積極尋求解決方案，以實(shí)現(xiàn)對(duì)FF H1儀表數(shù)據(jù)的有效采集和集中管理，經(jīng)過深度市場調(diào)查與方案評(píng)估，最終決定選擇Softing的FG-200網(wǎng)關(guān)來應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。FG-200網(wǎng)關(guān)可將FF H1現(xiàn)場設(shè)備集成到支持Modbus TCP和Modbus RTU的設(shè)備中，且Modbus作為開放標(biāo)準(zhǔn)可被大多數(shù)制造商集成到DCS系統(tǒng)中。借助FG-200，用戶所使用的現(xiàn)有傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)即可快速采集到FF H1設(shè)備的數(shù)據(jù)，而無需專門選擇那些支持FF H1協(xié)議的DCS系統(tǒng)，從而可大大降低成本。FG-200還支持冗余功能，可確保無故障的過程數(shù)據(jù)交換。此外，它可與網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)并行運(yùn)行，而不會(huì)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。將FF H1設(shè)備連接到支持Modbus TCP/RTU協(xié)議的設(shè)備中，可為流程行業(yè)的應(yīng)用提供更大的靈活性和擴(kuò)展性——用戶可在涉及到FF H1總線的項(xiàng)目中有更廣泛的DCS系統(tǒng)選擇，而不再受限于DCS系統(tǒng)無法支持FF H1。此外，這種方案還促進(jìn)了設(shè)備的整合，使用戶能夠?qū)⒉煌愋秃推放频脑O(shè)備集成到一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)更高效的流程控制和管理，同時(shí)可為流程行業(yè)的項(xiàng)目提供更多選擇和優(yōu)化可能性。

（FG-200——將FOUNDATION Fieldbus H1集成到Modbus/FF HSE的網(wǎng)關(guān)）

四、其他功能

將FF H1現(xiàn)場設(shè)備集成到管理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)

Softing dataFEED OPC Suite軟件是用于OPC通信的一體化數(shù)據(jù)集成解決方案，可作為OPC中間件將數(shù)據(jù)安全可靠地集成到物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫。用戶通過結(jié)合使用FG-200和dataFEED OPC Suite可將FF H1現(xiàn)場設(shè)備通過OPC UA集成到上層管理系統(tǒng)，如SCADA、ERP和MES等，由此用戶可有效提高生產(chǎn)效率和優(yōu)化生產(chǎn)流程。此外，用戶還可通過MQTT將現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)上傳到物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)以進(jìn)行在線監(jiān)控與管理，從而推進(jìn)工廠數(shù)字化建設(shè)。

（將FF H1現(xiàn)場設(shè)備集成到管理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)）

| 通過FDT/DTM應(yīng)用或Modbus主站來參數(shù)化配置FF H1設(shè)備

FG-200支持FDT/DTM技術(shù)，且該技術(shù)對(duì)于配置、監(jiān)視和診斷不同類型和品牌的工業(yè)設(shè)備提供了一種統(tǒng)一的方法，并被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。Softing還免費(fèi)提供了FG-200的HSE-CommDTM驅(qū)動(dòng)程序，這讓用戶可使用支持FDT/DTM框架的應(yīng)用（如PCATware、FieldMate、FieldCare等）來對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行參數(shù)化配置、監(jiān)控與診斷。

除此以外，用戶還可通過Modbus主站來配置FF H1設(shè)備。因?yàn)槌朔浅ｊP(guān)鍵的過程數(shù)據(jù)（輸入值和輸出值）外，F(xiàn)G-200還支持將FF H1設(shè)備的各個(gè)功能塊的其他參數(shù)映射到Modbus，其中包括設(shè)備的操作模式、功能塊狀態(tài)、儀表單位、報(bào)警配置等參數(shù)。因此，用戶可通過使用Modbus主站來讀取和寫入FF H1設(shè)備的參數(shù)和配置信息，從而讓用戶對(duì)FF H1設(shè)備的參數(shù)化配置和管理變得更加靈活與便捷。

（通過FDT/DTM應(yīng)用或Modbus主站來參數(shù)化配置FF H1設(shè)備）

| 將FF H1設(shè)備集成到FF HSE系統(tǒng)

除了Modbus，F(xiàn)G-200還支持FF HSE（High-Speed Ethernet）協(xié)議，可用于將FF H1設(shè)備接入到FF HSE系統(tǒng)，如艾默生的AMS設(shè)備管理系統(tǒng)、ABB CI860通信模塊、NI-FBUS Configurator軟件等，并對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)采集和參數(shù)化配置。

Softing提供支持FG-200的免費(fèi)FF HSE配置軟件，因此用戶可基于FF H1設(shè)備的描述文件（.CFF）來實(shí)現(xiàn)更加高級(jí)的配置，例如拓?fù)洹x表之間的PID連接配置等。此外，該配置軟件不僅提供了直觀的圖形界面，用戶可輕松地執(zhí)行在線監(jiān)控、儀表參數(shù)配置、Modbus映射等操作，還可結(jié)合Wireshark來解析FF HSE報(bào)文，以推進(jìn)FF設(shè)備的開發(fā)與調(diào)試和檢測FF總線故障。

（將FF H1設(shè)備集成到FF HSE系統(tǒng)）

五、項(xiàng)目部署

在確定好方案之后，該系統(tǒng)集成商開始在現(xiàn)場進(jìn)行FG-200網(wǎng)關(guān)的安裝部署。首先，他們進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)研和儀表評(píng)估，以了解現(xiàn)場總線布局和通信需求。然后，根據(jù)現(xiàn)場FF H1網(wǎng)段分布，客戶安裝了多個(gè)FG-200網(wǎng)關(guān)（一個(gè)FG-200網(wǎng)關(guān)可支持集成4個(gè)FF H1網(wǎng)段），且將它們連接到了現(xiàn)場的FF H1網(wǎng)段。而針對(duì)部分關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)，客戶選擇使用兩個(gè)FG-200來搭建冗余連接，從而保證了關(guān)鍵數(shù)據(jù)的持續(xù)傳輸和設(shè)備的正常運(yùn)行。每個(gè)網(wǎng)關(guān)通過其FF H1接口與儀表建立通信后，即可采集儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。

本項(xiàng)目中的儀表均已被配置好參數(shù)，因此客戶只需配置FF H1到Modbus的映射即可，且客戶可根據(jù)FG-200配置軟件來自動(dòng)生成的Modbus映射表，并在組態(tài)工具中配置控制器的Modbus連接參數(shù)、寄存器及數(shù)據(jù)類型等，從而確保了數(shù)據(jù)的正確解析和集成......

文章來源：Softing Softing 工業(yè)技術(shù)