功能块介绍
功能模块(FUNCTION BLOCK)技术是FF现场总线实现分布式控制的一项重要手段。在传统的DCS中，控制功能主要在工作站实现，不能真正实现分散控制。在FF现场总线中，FF用户层协议将实现控制系统所需的各种功能封装为通用的模块结构，并定义它们的输入、输出、算法、事件及控制图等内容。FF的功能块可以供用户自由选择，可统一组态，构成所需的的控制系统，并且实现了彻底的分散控制。另外，基金会现场总线使用标准功能块完成控制策略。功能块是标准的自动化函数，现场总线基金会把功能块FB主要分成了三类：资源块(Resource Block)、转换块(Transducer Block)、功能块FB(Function Block)。
资源块RB描述了诸如设备名、生产厂家和序号等的现场总线设备特征，还提供设备健康状态或状况的整个信息。一台设备只有一个资源块，在运行期间，可利用它获得整个设备的组态信息和状态信息，以及运行一些特定设备的诊断程序。
转换块TB把读传感器和命令输出到硬件的本地输入/输出的功能分开，并控制执行结构、显示器等其他输出硬件。它们还包含标定日期和传感器类型等信息。每个输入或输出功能块通常就是一个转换块。
功能块FB提供了控制系统行为。功能块的输入和输出可通过现场总线相连接，包括模拟量和离散量输入和输出块，以及诸如表征器、分路器或 PID 之类的控制算法，通过现场总线连接以执行过程控制。在一个用户应用中可以有多个功能块。
FF协议支持CIF（Control in Field，现场控制）功能，可以实现FF设备现场控制CIF，即通过FF设备的功能块互联，实现脱离PLC的回路控制。典型的控制回路如图1所示： PID功能块的调节输出作为AO功能块的输入，由AO功能块完成输出到设备；由另一个设备的AI功能块为PID提供PV值。根据FF功能块规则需要将AO.BKCAL_OUT 和PID.BKCAL_IN互联。
图1 典型的CIF控制回路
2. SIPART PS2 FF功能块参数设置和功能块介绍
SIPART PS2 FF的组态过程参考链接文档。配置SIPART PS2 FF地址为22，并完成FF总线优化和下载。在HW组态界面双击FF-devices或者通过Process Devices View中右击FF-devices通过命令“Open Object” 打开PDM界面。菜单如图2所示；
图2 PDM界面和菜单功能
通过PDM的菜单能够完成以下功能：
? FF设备配置文件（XML格式）的导出和导入；
? 功能块的参数设置、上载和下载；
? 在线模式的切换；
? 显示功能块的过程值；
? 查看功能块的诊断信息；
2.1 功能块Modes
在PDM能块参数Common选项下Permitted和Normal可以设置功能块允许和期望的mode。而功能块实际运行的mode只能在online时查看。通过菜单Device?Modes打开设备在线模式，如图3所示；
图3功能块的mode
其中：
? Block Mode Actual：块运行当前的模式
? Block Mode Target：操作员设置的模式
? Block Mode Permitted：块允许使用的模式
? Block Mode Normal：块期望的操作模式
功能块支持的mode不完全相同，需要查看对应的设备手册进行设定对应的Permitted mode。功能块在线后设定功能块的Target mode并通过Transfer按钮送到功能块Actual mode。块实际模式主要受以下因素影响，当Target mode和Actual mode不一致时，应该首先检查这几个条件是否相关。
? 块许可(Block Mode Permitted)模式，即设定的模式必须是允许的；
? 输入参数的状态，在CIF控制中会检测输入参数的质量代码。如果状态为Bad，则模式不会切换到设定模式；
? 资源状态，要求RB和TB工作在AUTO模式；
? 块特定的输入和退化选项(Shed_opt)
2.2 诊断和参数状态
通过菜单Devices?Object Properties打开阀门定位器的属性，可以查看FF设备的诊断信息，诊断页面如图4所示；
图4 FF设备的诊断信息
在FF设备的输入和输出参数中都包含一个特定字节，用来显示参数的状态。在功能块互联时，功能块之间需要判断参数状态，来决定上游块和下游块的模式。参数状态的内容见表1；
表1 参数状态
| 品质: （2bit） | (品质)子状态: （4bit） | 限制: （2bit） |
| 反映值的主要品质状态 | 反映值的主要品质下进一步的品质状态； 不同品质下具有不同的品质子状态集 | 表明相关值是否受限制 |
| ? 坏的 ? 不确定的 ? 好的-非串级 ? 好的-串级 | ? 无限制 ? 低端受限 ? 受限 ? 恒定/常数 |
2.3 初始化和功能块RB、TB
SIPART PS2 FF阀门定位器在调试前必须进行初始化。通过阀门定位器的按钮，按照实际的设备设置对应的参数，步骤如下图5所示；