现场总线仪表的本机调整解决方案 杨庆柏 1 前言 美国Smar公司的现场总线仪表的组态可分为上位机（或笔记本）组态和本机（现场）组态两种方式。虽然上位机组态灵活方便、简单易学，具有较大的优势，但在传统DCS向FCS过度时期，本机调整方法仍具有一定的实用价值。 本机调整就是现场调整。现场环境一般都很差，如水、油、汽、酸、碱、盐、振动、灰尘、高温和低温等，都对现场仪表的电子元件有不同程度的伤害。 为了保护电子元件安全可靠地工作，Smar公司的现场总线仪表的本机调整都采用磁棒（或称磁性工具）进行调整。即不用打开仪表的端盖，在仪表的电路板全部被密封的情况下，利用磁棒触发现场仪表内的磁开关，从而使现场仪表内的电子元件不与现场恶劣环境直接接触。这不但大大延长了电子元件的使用寿命，而且还使现场仪表适应恶劣环境的性能得到提高。 2 本机调整方法 2.1 原理 每个Smar现场仪表的铭牌下而都放置了一个磁棒，取出磁棒，就可看到磁棒下面的两个调整盲孔，这两个调整盲孔分别称为Z（zero）孔和S（span）孔，但其符号的涵义已不仅仅是表示零点和量程了。 两个干簧管（也称磁性开关）安装在现场总线仪表内部的电路板上，当外壳上两个调整盲孔分别置入磁棒时，干簧管就接通，不置入磁棒时干簧管就断开，从而发出了调零或调量程等组态调整信号。 2.2 程序树 本机调整的程序树（也称主干）是一个树形的菜单系统（也称主菜单），如图1所示。
图1 本机调整的程序图 现将本机调整程序树的各分枝介绍如下： （1）仪表分枝（DEVIC），整个仪表的通用参数（如仪表标签、显示变量1、显示变量2、显示变量3、缺省值）可在此分枝调整。 （2）传感器分枝（TRD），传感器输入模块的组态（单位、调整、传感器信息等）可在此分枝调整。 （3）功能模块分枝（F-BLK），可对功能模块（AI、PID、AO等）进行选择和参数调整。 （4）通信分枝（COMM），通信连接可在此分枝重新组态。 （5）主菜单分枝（MENU），可对启动、操作和通信等子菜单进行选择。 （6）返回分枝（ESC），用于返回分枝的上一层或返回正常监视方式。 2.3 调整方法 只有现场总线仪表在本机调整方式且配置了数字显示器（或液晶显示器LCD）时，本机调整才有效。显示器面板主要划分两个显示区：一个是变量区，由4位半数码管显示数值；一个是功能区，由5个米字外加方框字型符管显示分枝（或子菜单）名和功能块名。 调整盲孔的Z孔一般用于组态参数浏览，通过Z孔放置磁棒，可以从LCD上看到所有组态参数。要想进入某一分枝或子菜单，只有当分枝名或子菜单名或标签名与标志↑、↓显示出来后，才可将磁棒从Z孔移出并放入S孔，即进入了该分枝（或子菜单）。被组态的参数将出现两次：第一次是用↑（增加）标志表示，若此时磁棒置在S孔内，则组态参数的数值增加；第二次是用↓（减少）标志表示，若此时磁棒置在S孔内，则组态参数的数值减少。组态参数起初增加或减少都较慢，但越往后越快。如果将磁棒从S孔暂时移开则可降低数值的上升或下降速度。除非特殊指定，数字显示器指示的都是组态参数值，当达到期望数值时，即可将磁棒移出S孔。 在浏览整个组态选项时，如果错过了所要选择的选项，可将磁棒从Z孔移出，等到选项再次出现时，再将磁棒置入S孔。当一个组态参数数值增加并超过了期望数值时，可将磁棒置入Z孔并等到这个组态参数的减少标志↓出现时，将磁棒置入S孔，即可把组态参数降至期望数值。 所有模块的标签只能浏览，不能改变。要从任意分枝中退出，需将磁棒从Z孔移出，待ESC出现时，将磁棒置入S孔，显示即返回此分枝的上一层或正常显示状态。如果将磁棒保持在Z孔或S孔数秒后，显示也将返回正常显示状态，这也是故意返回正常显示状态的一种方法。 本机调整的多数组态内容都存储在非易失性存储器EEPROM中，以防万一电源失电而丢失数据。当带选项参数被选择时，这些参数自动存储在EEPROM中。当调整一个参数到所需数值时，则必须在同一菜单下选择SAVE（存储）项，才能将参数值存储到EEPROM中。如果这个参数未存储，则失电前这个一直可用，一旦失电，这个参数就不存在了。再上电时，只有这个参数的先前值可用。 本机的调整和组态，可通过设置口令进行保护，这样可以防止无关人员乱调或避免重要参数发生意外变化。口令输入是这样的：当数字显示器出现PSWD时，只需将磁棒连续两次置入S孔即可。 2.4 调整举例 下面以设置模拟输入模块AI的单位和减少上限数值操作为例，说明本机组态调整的过程，AI调整的树形图如图2所示。
图2 AI调整的树形图 本机调整开始时，先将磁棒置入Z孔进行参数浏览，当浏览到F-BLK时，将磁棒移出Z孔。因要调整AI模块的参数，故应把磁棒置入S孔，显示器出现AI，再置入S孔，选择TAG（标签），把磁棒置入Z孔，出现INPUT后，磁棒从Z孔移出并置入S孔，这时可对输入模块AI的压力单位进行组态选择。压力单位是参数选项，选择后自动存入EEPROM。上、下限是变量数值，当↑或↓标志出现时，可将磁棒置入S孔进行调整，达到期望数值后将磁棒移出S孔，并选择SAVE，将数值存入EEPROM。调整结束后可将磁棒置入Z孔浏览，当显示器出现ESC时，将磁棒置入S孔，即可返回分枝的上一层，直至返回正常显示状态。 3 结束语 现场总线仪表采用了现场总线技术，具有强大的控制优势和广阔的发展前景。因此，尽快了解和掌握国外现场总线技术和现场总线仪表的应用方法，对振兴中国的仪器仪表工业具有十分重要的战略意义。