FOUNDATION Fieldbus（FF）協議(yì)是一種現代化(huà)的(de)數字通(tōng)信協議(yì)，其中FF H1協議(yì)在大(dà)型的(de)化(huà)工、電力、石油等流程工業領域得(de)到了(le)廣泛應用(yòng)。由于FF H1協議(yì)具有諸多(duō)優勢，例如高(gāo)度可(kě)靠性、高(gāo)速數據傳輸、強大(dà)的(de)診斷能力和(hé)靈活的(de)設備管理(lǐ)等，因此它成爲了(le)流程工業中儀表監測和(hé)控制的(de)理(lǐ)想總線選擇。

雖然FF H1協議(yì)在現場(chǎng)儀表通(tōng)信方面表現出色，但在實際應用(yòng)中仍面臨一些挑戰。大(dà)多(duō)數的(de)DCS（Distributed Control System）系統通(tōng)常是基于模拟和(hé)數字信号的(de)采集，而缺乏對(duì)FF H1協議(yì)的(de)集成與支持，這(zhè)就導緻了(le)在一些現場(chǎng)應用(yòng)中，DCS系統無法采集和(hé)集中管理(lǐ)FF H1儀表的(de)數據，從而限制了(le)對(duì)生産過程的(de)全面監控和(hé)優化(huà)。

（大(dà)多(duō)DCS系統都缺乏與FF H1相關的(de)數據采集解決方案）

二、項目概述

某系統集成商在接到了(le)一個(gè)化(huà)工升級改造項目的(de)委托後，發現該項目現場(chǎng)使用(yòng)了(le)大(dà)量的(de)FF H1儀表，且這(zhè)些儀表被廣泛應用(yòng)于監測和(hé)控制化(huà)工生産過程中的(de)各種參數，如溫度、壓力和(hé)流量等。而該項目的(de)目标則是實現對(duì)這(zhè)些儀表的(de)集中監控和(hé)數據采集，并将其集成到現有的(de)DCS系統中。但該系統集成商所使用(yòng)的(de)DCS系統沒有支持FF H1協議(yì)的(de)通(tōng)信模塊，因此無法直接采集和(hé)監控FF H1儀表的(de)數據，這(zhè)便使得(de)該項目變得(de)更加複雜(zá)且更具挑戰性了(le)。

三、解決方案

對(duì)此，該系統集成商一直積極尋求解決方案，以實現對(duì)FF H1儀表數據的(de)有效采集和(hé)集中管理(lǐ)，經過深度市場(chǎng)調查與方案評估，最終決定選擇Softing的(de)FG-200網關來(lái)應對(duì)這(zhè)一挑戰。FG-200網關可(kě)将FF H1現場(chǎng)設備集成到支持Modbus TCP和(hé)Modbus RTU的(de)設備中，且Modbus作爲開放标準可(kě)被大(dà)多(duō)數制造商集成到DCS系統中。借助FG-200，用(yòng)戶所使用(yòng)的(de)現有傳統DCS系統即可(kě)快(kuài)速采集到FF H1設備的(de)數據，而無需專門選擇那些支持FF H1協議(yì)的(de)DCS系統，從而可(kě)大(dà)大(dà)降低成本。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，它可(kě)與網絡中現有的(de)DCS系統并行運行，而不會對(duì)現有系統産生任何影(yǐng)響。将FF H1設備連接到支持Modbus TCP/RTU協議(yì)的(de)設備中，可(kě)爲流程行業的(de)應用(yòng)提供更大(dà)的(de)靈活性和(hé)擴展性——用(yòng)戶可(kě)在涉及到FF H1總線的(de)項目中有更廣泛的(de)DCS系統選擇，而不再受限于DCS系統無法支持FF H1。此外，這(zhè)種方案還(hái)促進了(le)設備的(de)整合，使用(yòng)戶能夠将不同類型和(hé)品牌的(de)設備集成到一個(gè)統一的(de)系統中，從而實現更高(gāo)效的(de)流程控制和(hé)管理(lǐ)，同時(shí)可(kě)爲流程行業的(de)項目提供更多(duō)選擇和(hé)優化(huà)可(kě)能性。

（FG-200——将FOUNDATION Fieldbus H1集成到Modbus/FF HSE的(de)網關）

四、其他(tā)功能

将FF H1現場(chǎng)設備集成到管理(lǐ)系統和(hé)物(wù)聯網雲平台

Softing dataFEED OPC Suite軟件是用(yòng)于OPC通(tōng)信的(de)一體化(huà)數據集成解決方案，可(kě)作爲OPC中間件将數據安全可(kě)靠地集成到物(wù)聯網和(hé)數據庫。用(yòng)戶通(tōng)過結合使用(yòng)FG-200和(hé)dataFEED OPC Suite可(kě)将FF H1現場(chǎng)設備通(tōng)過OPC UA集成到上層管理(lǐ)系統，如SCADA、ERP和(hé)MES等，由此用(yòng)戶可(kě)有效提高(gāo)生産效率和(hé)優化(huà)生産流程。此外，用(yòng)戶還(hái)可(kě)通(tōng)過MQTT将現場(chǎng)設備的(de)數據上傳到物(wù)聯網雲平台以進行在線監控與管理(lǐ)，從而推進工廠數字化(huà)建設。

（将FF H1現場(chǎng)設備集成到管理(lǐ)系統和(hé)物(wù)聯網雲平台）

| 通(tōng)過FDT/DTM應用(yòng)或Modbus主站來(lái)參數化(huà)配置FF H1設備

FG-200支持FDT/DTM技術，且該技術對(duì)于配置、監視和(hé)診斷不同類型和(hé)品牌的(de)工業設備提供了(le)一種統一的(de)方法，并被廣泛應用(yòng)于工業自動化(huà)領域。Softing還(hái)免費提供了(le)FG-200的(de)HSE-CommDTM驅動程序，這(zhè)讓用(yòng)戶可(kě)使用(yòng)支持FDT/DTM框架的(de)應用(yòng)（如PCATware、FieldMate、FieldCare等）來(lái)對(duì)現場(chǎng)設備進行參數化(huà)配置、監控與診斷。

除此以外，用(yòng)戶還(hái)可(kě)通(tōng)過Modbus主站來(lái)配置FF H1設備。因爲除了(le)非常關鍵的(de)過程數據（輸入值和(hé)輸出值）外，FG-200還(hái)支持将FF H1設備的(de)各個(gè)功能塊的(de)其他(tā)參數映射到Modbus，其中包括設備的(de)操作模式、功能塊狀态、儀表單位、報警配置等參數。因此，用(yòng)戶可(kě)通(tōng)過使用(yòng)Modbus主站來(lái)讀取和(hé)寫入FF H1設備的(de)參數和(hé)配置信息，從而讓用(yòng)戶對(duì)FF H1設備的(de)參數化(huà)配置和(hé)管理(lǐ)變得(de)更加靈活與便捷。

（通(tōng)過FDT/DTM應用(yòng)或Modbus主站來(lái)參數化(huà)配置FF H1設備）

| 将FF H1設備集成到FF HSE系統

除了(le)Modbus，FG-200還(hái)支持FF HSE（High-Speed Ethernet）協議(yì)，可(kě)用(yòng)于将FF H1設備接入到FF HSE系統，如艾默生的(de)AMS設備管理(lǐ)系統、ABB CI860通(tōng)信模塊、NI-FBUS Configurator軟件等，并對(duì)現場(chǎng)設備進行資産管理(lǐ)、數據采集和(hé)參數化(huà)配置。

Softing提供支持FG-200的(de)免費FF HSE配置軟件，因此用(yòng)戶可(kě)基于FF H1設備的(de)描述文件（.CFF）來(lái)實現更加高(gāo)級的(de)配置，例如拓撲、儀表之間的(de)PID連接配置等。此外，該配置軟件不僅提供了(le)直觀的(de)圖形界面，用(yòng)戶可(kě)輕松地執行在線監控、儀表參數配置、Modbus映射等操作，還(hái)可(kě)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設備集成到FF HSE系統）

五、項目部署

在确定好方案之後，該系統集成商開始在現場(chǎng)進行FG-200網關的(de)安裝部署。首先，他(tā)們進行了(le)現場(chǎng)調研和(hé)儀表評估，以了(le)解現場(chǎng)總線布局和(hé)通(tōng)信需求。然後，根據現場(chǎng)FF H1網段分(fēn)布，客戶安裝了(le)多(duō)個(gè)FG-200網關（一個(gè)FG-200網關可(kě)支持集成4個(gè)FF H1網段），且将它們連接到了(le)現場(chǎng)的(de)FF H1網段。而針對(duì)部分(fēn)關鍵工藝環節，客戶選擇使用(yòng)兩個(gè)FG-200來(lái)搭建冗餘連接，從而保證了(le)關鍵數據的(de)持續傳輸和(hé)設備的(de)正常運行。每個(gè)網關通(tōng)過其FF H1接口與儀表建立通(tōng)信後，即可(kě)采集儀表的(de)實時(shí)數據和(hé)狀态信息。

本項目中的(de)儀表均已被配置好參數，因此客戶隻需配置FF H1到Modbus的(de)映射即可(kě)，且客戶可(kě)根據FG-200配置軟件來(lái)自動生成的(de)Modbus映射表，并在組态工具中配置控制器的(de)Modbus連接參數、寄存器及數據類型等，從而确保了(le)數據的(de)正确解析和(hé)集成......

文章(zhāng)來(lái)源：Softing Softing 工業技術