基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)(foundation fieldbus)通常稱(chēng)為FF現場(chǎng)總線(xiàn),它分為H1和H2兩種總線(xiàn)。它分為H1和H2兩種總線(xiàn)。H1采用符合IEC 61158-2標準的現場(chǎng)總線(xiàn)物理層;H2則采用高速以太網(wǎng)為其物理層。H1現場(chǎng)總線(xiàn)物理層的主要電氣特性如下：采用位同步數字化傳輸方式;傳輸波特率為31.25kbps;驅動(dòng)電壓9~32VDC;信號電流±9mA;電纜式屏蔽雙絞線(xiàn);接線(xiàn)拓撲結構可采用線(xiàn)形、樹(shù)形、星形或者符合形;電纜長(cháng)度≤1900m(無(wú)中繼器時(shí));分支電纜的長(cháng)度30~120m;掛接設備數量≤32臺(無(wú)中繼器時(shí));可用中繼器≤4臺;適用防爆方法有本質(zhì)安全防爆方法等。

　　一、FF現場(chǎng)總路線(xiàn)安裝和測試要點(diǎn)

　　賽科項目的現場(chǎng)總線(xiàn)使用經(jīng)驗表明現場(chǎng)總線(xiàn)回路故障的主要原因之一是來(lái)自網(wǎng)段上的干擾，而干擾的主要原因是現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段和總線(xiàn)設備的不良安裝，賽科項目的經(jīng)驗是：

　　①現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段對絕緣要求很高，為了防爆和防止總線(xiàn)回路受潮，規定采用增安型(EExe)接線(xiàn)箱，電纜穿入接線(xiàn)箱時(shí)使用防爆電纜時(shí)使用防爆電纜密封接頭。

　　采用FF總線(xiàn)專(zhuān)用端子塊與各總線(xiàn)現場(chǎng)設備連接。每個(gè)總線(xiàn)專(zhuān)用端子塊具有短路保護作用，短路時(shí)指示燈亮，保證一個(gè)支路短路時(shí)不影響其它支路的正常工作，短路保護器將限制每支路的短路電流不超過(guò)60mA。

　　②電纜屏蔽層的連接注意事項。在現場(chǎng)總線(xiàn)設備上，支線(xiàn)電纜的屏蔽線(xiàn)要剪斷，并要用絕緣帶包好，不能與表殼接地螺絲連接。各段總線(xiàn)電纜的屏蔽線(xiàn)應在接線(xiàn)箱內通過(guò)接地端子連接起來(lái)，屏蔽線(xiàn)只能在機柜側(marshalling)的端子接地，中間任何地方對地絕緣要良好，不能有多點(diǎn)接地情況，這樣可以起到防止靜電感應和低頻(50Hz)干擾的作用。

　　如果干線(xiàn)電纜是多芯電纜，則不同總線(xiàn)網(wǎng)段的分屏蔽線(xiàn)不應在接線(xiàn)箱(JB)內被互相連接在一起，也不能與總屏蔽線(xiàn)連在一起。

　　③現場(chǎng)總線(xiàn)電纜和現場(chǎng)設備安裝之后應該經(jīng)過(guò)嚴格測試，電纜線(xiàn)間絕緣電阻，對地絕緣，線(xiàn)間和對地電容以及總線(xiàn)信號的波形測試等應該符合FF基金會(huì )總線(xiàn)系統工程指南中的技術(shù)要求，各端子的連接必須緊固。

　　二、FF現場(chǎng)總線(xiàn)安裝和測試方法

　　現場(chǎng)總線(xiàn)的物理信號、終端、電源、本質(zhì)安裝等與常規儀表不同，兩者使用的電纜必須加以區別。可供的通信速度為31.25kbps的H1現場(chǎng)總線(xiàn)的電纜線(xiàn)類(lèi)型、規格、最大長(cháng)度等，應根據工程需要來(lái)選擇電纜。一般首選A型用于新裝置;B型可作為替代器;C型、D型僅用于改造的裝置。

　　在工程中，必須注意電纜線(xiàn)的屏蔽與接地，首選A、B型屏蔽電纜。C、D型電纜也可將導線(xiàn)穿于金屬管中進(jìn)行屏蔽連接起來(lái)，然后集中一起進(jìn)行接地;必須注意電纜線(xiàn)與設備連接的極性問(wèn)題，因此，現場(chǎng)總線(xiàn)使用的曼徹斯特信號是交替電壓，每bit發(fā)言1次或2次極性。在非供電網(wǎng)絡(luò )中只存在這種交流電壓。在供電網(wǎng)絡(luò )中交替電壓是疊加在給設備供電的直流電壓之上。無(wú)論哪種情況，現場(chǎng)總線(xiàn)接受電路只注意交替電壓之上。無(wú)論哪種情況，現場(chǎng)總線(xiàn)接受電路只注意交替電壓。正、負電壓的跳變表示不同的意義，因此，現場(chǎng)總的信號是有極性的。總線(xiàn)的供電設備也是有極性的。必須相同的極性連接在一起。使用彩色標記的電纜線(xiàn)以方便施工。目前，還有一種網(wǎng)絡(luò )供電的非極性設備，它能實(shí)現自動(dòng)極性檢測和校正，正確地接收不同極性的信號，使用時(shí)可以盲接。

　　2.1 電纜安裝

　　常規采用單屏蔽A型電纜，其主干長(cháng)度+分支長(cháng)度<1900m。電纜的敷設長(cháng)度應嚴格執行表1和表2的要求。　　

　　①一個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)段允許使用不同類(lèi)型的電纜,但必須符合下面不等式的要求.假設使用了A、B、C、D四種電纜，每條電纜的長(cháng)度為L(cháng)A、LB、LC、LD，而他們的允許長(cháng)度為MLA、MLB、MLC、MLD，則應滿(mǎn)足：

　　LA/MLA+LB/MLB+LC/MLC+LD/MLD<1

　　②分去線(xiàn)的屏蔽層在現場(chǎng)表頭側應懸空，在網(wǎng)段接線(xiàn)盒側接到S端子上，匯集后連接到干線(xiàn)的屏蔽層上，再連接到電源模塊對應端子，最后統一接到屏蔽層接地母線(xiàn)條。

　　③總屏蔽電纜的總屏蔽應與現場(chǎng)儀表外殼連接并接到保護接地。

　　④現場(chǎng)總線(xiàn)電纜任何信號線(xiàn)都不應接地。

　　⑤如果現場(chǎng)總線(xiàn)儀表產(chǎn)品的外接線(xiàn)可以只連接一根電纜，作為一體化考慮而將附件的信號通過(guò)原信號通信，將會(huì )在很多工程場(chǎng)合歡迎。

　　2.2 電纜測試

　　為了保障敷設后必須進(jìn)行電纜測試。進(jìn)行測試程序之前應完成如下步驟：確保現場(chǎng)接線(xiàn)已經(jīng)完成且終端連接正確，同時(shí)所有的現場(chǎng)分去線(xiàn)已經(jīng)接上(但不包括設備);在中間端子排處拆下現場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)段電纜(+、-和屏蔽線(xiàn)(s)),如圖1所示。　　

　　FF總線(xiàn)電纜的測試主要包括+、-信號線(xiàn)、屏蔽線(xiàn)、儀表接地棒之間的阻抗和電容檢查、直流電壓檢查、網(wǎng)段檢驗以及網(wǎng)段診斷。進(jìn)行FF總線(xiàn)電纜的測試所需的設備及工具有：

　　①帶阻抗、直流電壓和電容測量功能的數字萬(wàn)用表;

　　②Relcom的FBT-3或FBT-4現場(chǎng)總線(xiàn)監視器;

　　③示波器;

　　④小螺絲刀;

　　⑤現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段檢驗表格;

　　⑥網(wǎng)絡(luò )/網(wǎng)段檢查表。

　　在上海陸空賽科FF總線(xiàn)電費的測試中經(jīng)常遇到的問(wèn)題是屏蔽線(xiàn)和儀表接地棒之間的阻抗很小而電容遠遠大于300nF。從這一點(diǎn)也可以看出阻抗和電容是密切相關(guān)的。在發(fā)現這個(gè)問(wèn)題后，經(jīng)過(guò)仔細分析，我們把電纜頭拆開(kāi)，發(fā)現屏蔽線(xiàn)最終都是連接到登記表接地棒上的。于是我們把屏蔽線(xiàn)的根部用絕緣膠帶把銅絲隔離開(kāi)發(fā)保障屏蔽線(xiàn)的相互絕緣，從而滿(mǎn)足電容的要求以降低干擾。整改后的測試結果完全滿(mǎn)足預期結果的要求。也就是說(shuō)，在電費本身質(zhì)量的基礎上我們還要注意電纜敷設和安裝的質(zhì)量，如果安裝質(zhì)量完全符合規范要求，電纜的測試結果也能滿(mǎn)足預期結果的要求，所以在以后的電纜敷設和安裝時(shí)加強這方面的質(zhì)量管理，減少返工和提高工作效率。

　　三、FF現場(chǎng)總線(xiàn)登記表調試

　　3.1 FF變送器的單校

　　FF變送器的單校按圖2接線(xiàn)。通信器應處于FF位置，通信器的正端應與電源正端并聯(lián)。在通電后用375通信器完成對設備性能的自檢，讀取FF變送器內部參數，包括儀表位號、設備ID號、地址等，準確記錄，為啟動(dòng)時(shí)提供儀表的ID地址。　　

　　3.2 執行機構的檢查試驗

　　對于執行機構的檢查試驗，由于采用總線(xiàn)型閥門(mén)定位器，參數設備和信息獲得在訂貨單中提出要求，詳細參數由生產(chǎn)廠(chǎng)家提供詳細報告，現場(chǎng)安裝前不需要對包括精度、靈敏度、行程時(shí)間等電氣參數進(jìn)行試驗，對耐壓、泄漏等方面的安裝前檢查與常規儀表相同。

　　四、調試中的問(wèn)題和解決方法

　　4.1 系統的互可操作

　　互可操作是現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的重要特點(diǎn)之一。它包括方面的含義：①設備的可互換性，指對于具有同一功能但來(lái)自不同廠(chǎng)家的設備可以實(shí)現互換;②設備的可互操作性，指不同廠(chǎng)家的設備可以實(shí)現互相通信，正確理解和交換數據的含義，完成系統所要求的功能。

　　4.2 系統參數的整定

　　系統投運開(kāi)階段，出現了閥門(mén)無(wú)法穩定，有大約10%的來(lái)回波動(dòng)，自動(dòng)投運時(shí)系統有穩定性差，準確性不好的問(wèn)題。經(jīng)分析發(fā)現造成問(wèn)題的原因為：①閥門(mén)本身的PID與系統PID作用迭加后造成了閥門(mén)的振蕩;②流量的濾波時(shí)間較短，是系統的穩定性差的一個(gè)原因;③流量和壓力之間有一定的耦合使得系統振蕩;④用戶(hù)不穩定，系統的擾動(dòng)大;⑤加壓機的出口壓力變化較大，即閥前壓力波動(dòng)大。

　　針對這些問(wèn)題，從系統的角度結合考慮穩定性、準確性、快速性來(lái)整定系統的參數，做了以下的工作：①把閥門(mén)本身的PID整定至最佳，力求穩定不振蕩，適當放棄快速性;②盡可能加長(cháng)流量的濾波時(shí)間，以求得系統的穩定;③壓力調節回路和流量配比調節回路的PID參數整定應老慮被調對象的流程時(shí)間，通過(guò)整定時(shí)間常數來(lái)實(shí)現調節作用間的零耦合。

　　4.3 系統試驗

　　FF總線(xiàn)儀表現場(chǎng)安裝以后要與系統一起做系統試驗。在做系統試驗之前需要對每一臺FF現場(chǎng)儀表進(jìn)行組態(tài)，這也是FF總線(xiàn)儀表與常規儀表的不同之處。

　　現場(chǎng)儀表安裝后，有時(shí)在系統中找不到相應的調節閥和變送器，經(jīng)再一次確認安裝網(wǎng)段無(wú)誤和電纜測試合格后，用375通信器掛接在網(wǎng)段上查找系統的地址超出了255，于是在線(xiàn)修改其地址在248左右，且使地址不與該網(wǎng)段中其他地址相沖突，這樣系統就能讀到儀表自動(dòng)為其分配網(wǎng)段地址了。

　　現場(chǎng)對變送器進(jìn)行仿真時(shí)一般采用把表頭的仿真跳針置于ON位，然后用375通信器進(jìn)行仿真功能參數改再發(fā)送仿真值給控制系統。然而在現場(chǎng)進(jìn)行仿真時(shí)往往參數不能改變，在電纜測試合格且組態(tài)無(wú)誤的前提下就要檢查仿真跳針了，上述原因往往是跳針的間隙不夠，調整跳針之間的寬度即能解決問(wèn)題、進(jìn)行正常仿真測試。

　　在系統調試過(guò)程中經(jīng)常發(fā)現對變送器仿真時(shí)操作面板所對應的量程與變送器本身的量程不符、單位不符，經(jīng)過(guò)對組態(tài)參數的檢查發(fā)現XD-SCALE與OUTSCALE存在沖突，與物理參數不相符，而CHANEL參數的選擇也有存在錯誤的時(shí)候。

　　FF的診斷功能在調節閥上體現是最明顯的，因為施工現場(chǎng)條件惡劣，環(huán)境復雜，調節閥的機械部分常有脫落的情況在調節閥組態(tài)后常常發(fā)現其存在報警，在診斷信息中能夠找到相關(guān)信息，譬如反饋信號、輸出壓力等，通過(guò)對參數的診斷即能判斷現場(chǎng)調節閥可能存在的問(wèn)題，譬如登記表風(fēng)未提供、反饋桿脫落等。