基金會現場總線系統中功能塊的調度
由此形成的調度如下圖所示:
圖2中,Loop Time(即宏周期)是1秒,藍顏色的框是功能塊的執行時間,紅顏色的框是功能塊執行后在總線上發布數據的時間。由于AI功能塊和PID功能塊在一個設備中,這部分的參數傳遞是通過本地接口實現的,在總線上是不可見的,故在圖中沒有這部分數據傳輸的顯示。
組態完成后,在包含有AI功能塊和PID功能塊的設備(設備A)中應該有兩個FB Start項,一個對應AI功能塊的執行,start_time_offset應該是0,fb_object_index是AI功能塊的起始索引;另一個對應PID功能塊的執行,start_time_offset應該是640(20ms)。即在一個宏周期的起始處(偏移量為零),設備A的SMK調度AI功能塊開始執行,得出輸出值并送到本地的PID功能塊。而在宏周期開始后的20毫秒處,設備A的SMK調度PID功能塊開始執行,應用AI給的輸入值,算出輸出值,并放入緩沖區中,等待數據傳輸的調度令牌(CD)。而LAS根據調度表在宏周期開始后的40毫秒處,發出一個強制發送數據的令牌(CD)來把設備A緩沖區中的數據發布到網絡上。設備B中只有一個AO功能塊要執行,所以組態時只產生一個FB Start項用來對應AO功能塊的執行,它的start_time_offset應該是1280(120毫秒)。設備B的AO功能塊接收到從設備A的PID功能塊發布的數據后,在宏周期開始后的120毫秒處,由設備B的SMK調度開始執行,并產生輸出數據對執行器進行操作,同時產生一個回算輸出(BKCAL_OUT)值放到本地的緩沖區內,等待數據傳輸的調度令牌(CD)。而LAS根據調度表在宏周期開始后的140毫秒處,發出一個強制發送數據的令牌(CD)來把設備B緩沖區中的數據發布到網絡上。設備A中的PID功能塊應用這個回算值和AI的輸出值,調整執行后的輸出值。從而完成一個PID的閉環控制。
4 結束語
基金會現場總線的功能塊和功能塊的調度是基金會現場總線應用的基礎,也是基金會現場總線系統的特點和創新之一。通過對功能塊調度的了解,可以深入的理解基金會現場總線的開放性和互操作性的概念。
另外,功能塊的連接是通過VFD中的鏈接對象來實現的,本文由于篇幅所限,沒有做具體說明。
5 參考文獻
1. Fieldbus Foundation, FoundationTM Specification: System Architecture. 1999
2. Fieldbus Foundation, FoundationTM Specification: System Management. 1999
3. Fieldbus Foundation, FoundationTM Specification: Network Management. 1999
4. International Standard, IEC 61158-4. Second Edition. 2000
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