Softing FG-200——将FF H1現場(chǎng)總線集成到MODBUS TCP/RTU

基金會現場(chǎng)總線FF（FOUNDATION Fieldbus）是專爲過程自動化(huà)設計的(de)通(tōng)信協議(yì)，包含低速總線H1（31.25kbits/s）标準和(hé)高(gāo)速以太網HSE（High Speed Ethernet，100Mbits/s）标準。FF H1主要針對(duì)于工業過程自動化(huà)，用(yòng)于連接現場(chǎng)的(de)各種設備，如傳感器、執行器等，并且尤其适用(yòng)于環境要求嚴格、實時(shí)性要求高(gāo)的(de)工業現場(chǎng)；HSE則通(tōng)過以太網将控制器、H1子系統和(hé)設備管理(lǐ)應用(yòng)軟件等連接起來(lái)，實現基于以太網的(de)數據釆集和(hé)控制。FF H1與FF HSE相輔相成，協同工作，實現整個(gè)系統從管理(lǐ)級、控制級到現場(chǎng)級通(tōng)信的(de)統一。

一、挑戰

目前FF H1設備仍主要是由人(rén)工來(lái)調試、管理(lǐ)與維護。并且，由于接口标準不一緻，所以FF H1設備很難集成到那些采用(yòng)了(le)新技術的(de)現代自動化(huà)系統中，如PLC、MES和(hé)資産管理(lǐ)系統等，這(zhè)就導緻了(le)上層系統無法對(duì)現場(chǎng)設備進行統一的(de)控制管理(lǐ)和(hé)監控維護，也(yě)不利于工廠智能化(huà)轉型。

二、解決方案

借助Softing的(de)FG-200網關，可(kě)以将多(duō)達四個(gè)FF H1鏈路集成到支持Modbus、FF HSE的(de)系統中。FG-200支持冗餘功能，可(kě)确保穩定的(de)數據傳輸，并且它通(tōng)過了(le)防爆認證，可(kě)适用(yòng)于危險區(qū)域。用(yòng)戶通(tōng)過使用(yòng)FG-200可(kě)将FF H1現場(chǎng)總線集成到現有的(de)工業網絡中，實現兩者之間的(de)數據實時(shí)交互，由此推進了(le)工業現場(chǎng)智能化(huà)發展。

| 通(tōng)過FF HSE将FF H1現場(chǎng)設備連接到HSE配置工具

FF配置工具主要通(tōng)過FF HSE來(lái)進行連接。典型的(de)HSE配置工具主要有NI FBUS Configurator和(hé)Softing ComConf，用(yòng)戶通(tōng)過使用(yòng)配置工具可(kě)以從控制室遠(yuǎn)程訪問FF設備并進行配置，而無需深入現場(chǎng)，同時(shí)FG-200還(hái)可(kě)以結合Wireshark來(lái)解析FF HSE報文，以推進FF設備的(de)開發與調試和(hé)檢測FF總線故障。

| 将FF H1設備連接到資産管理(lǐ)系統

• 通(tōng)過FF HSE連接到艾默生的(de)AMS設備管理(lǐ)系統：

艾默生的(de)AMS設備管理(lǐ)系統是用(yòng)于對(duì)現場(chǎng)設備進行調試、監控診斷和(hé)故障排查的(de)一體化(huà)應用(yòng)程序，并且它包含多(duō)種開放标準和(hé)協議(yì)。Softing的(de)FG-200網關作爲艾默生DeltaV聯盟合作夥伴産品，可(kě)将FF H1現場(chǎng)設備輕松集成到AMS設備管理(lǐ)系統中，并通(tōng)過AMS設備管理(lǐ)系統對(duì)現場(chǎng)設備進行參數配置與監控。

• 通(tōng)過FDT/DTM技術連接到其他(tā)資産管理(lǐ)系統：

大(dà)多(duō)數資産管理(lǐ)系統都支持FDT/DTM技術，如PACTware、FiledMate和(hé)FieldCare等，它們可(kě)以通(tōng)過FG-200和(hé)Softing提供的(de)HSE-CommDTM來(lái)連接FF H1網絡。并且這(zhè)些應用(yòng)程序結合FG-200可(kě)以對(duì)現場(chǎng)設備進行配置、調試、診斷和(hé)監控。

| 将FF H1設備連接到支持Modbus TCP/RTU協議(yì)的(de)PLC/DCS

• 通(tōng)過Modbus TCP将FF H1現場(chǎng)設備連接到PLC：用(yòng)戶通(tōng)過使用(yòng)FG-200可(kě)以将FF H1現場(chǎng)設備連接到Modbus TCP控制器，并且作爲開發标準的(de)Modbus TCP讓市場(chǎng)上很多(duō)PLC都可(kě)支持Modbus TCP通(tōng)信，如施耐德、西門子和(hé)菲尼克斯等。通(tōng)過使用(yòng)PLC而不是昂貴的(de)DCS系統來(lái)控制FF H1設備，用(yòng)戶可(kě)以節約大(dà)量成本。FG-200還(hái)支持冗餘功能，可(kě)确保無故障的(de)過程數據交換，此外，它還(hái)可(kě)以與網絡中現有的(de)DCS系統并行運行，并且不會對(duì)現有系統産生任何影(yǐng)響。

• 通(tōng)過Modbus RTU将FF H1現場(chǎng)設備連接到舊(jiù)的(de)PLC或者DCS：

部分(fēn)舊(jiù)型号的(de)PLC或者DCS使用(yòng)的(de)是Modbus RTU協議(yì)，而FG-200配備了(le)RS 232接口，因此用(yòng)戶可(kě)以将此接口連接到支持Modbus RTU協議(yì)的(de)控制器，從而實現了(le)通(tōng)過使用(yòng)Modbus RTU PLC/DCS來(lái)控制FF H1設備。

| 将FF H1現場(chǎng)設備連接到OPC客戶端

用(yòng)戶通(tōng)過結合使用(yòng)FG-200和(hé)Softing Modbus OPC Server可(kě)以将FF H1現場(chǎng)設備直接連接到OPC客戶端，如SCADA、ERP和(hé)MES等。并且通(tōng)過将現場(chǎng)過程數據上傳到生産管理(lǐ)應用(yòng)中，再對(duì)數據進行分(fēn)析處理(lǐ)，用(yòng)戶可(kě)以有效提高(gāo)生産效率和(hé)優化(huà)生産流程，從而有助于推進工業4.0數字化(huà)轉型。