应用案例 | FG-200：通过Modbus将FF H1设备集成到DCS系统

一 背景

FOUNDATION Fieldbus（FF）协议是一种现代化的数字通信协议，其中FF H1协议在大型的化工、电力、石油等流程工业领域得到了广泛应用。由于FF H1协议具有诸多优势，例如高度可靠性、高速数据传输、强大的诊断能力和灵活的设备管理等，因此它成为了流程工业中仪表监测和控制的理想总线选择。

虽然FF H1协议在现场仪表通信方面表现出色，但在实际应用中仍面临一些挑战。大多数的DCS（Distributed Control System）系统通常是基于模拟和数字信号的采集，而缺乏对FF H1协议的集成与支持，这就导致了在一些现场应用中，DCS系统无法采集和集中管理FF H1仪表的数据，从而限制了对生产过程的全面监控和优化。

（大多DCS系统都缺乏与FF H1相关的数据采集解决方案）

二 项目概述

某系统集成商在接到了一个化工升级改造项目的委托后，发现该项目现场使用了大量的FF H1仪表，且这些仪表被广泛应用于监测和控制化工生产过程中的各种参数，如温度、压力和流量等。而该项目的目标则是实现对这些仪表的集中监控和数据采集，并将其集成到现有的DCS系统中。但该系统集成商所使用的DCS系统没有支持FF H1协议的通信模块，因此无法直接采集和监控FF H1仪表的数据，这便使得该项目变得更加复杂且更具挑战性了。

三 解决方案

对此，该系统集成商一直积极寻求解决方案，以实现对FF H1仪表数据的有效采集和集中管理，经过深度市场调查与方案评估，最终决定选择Softing的FG-200网关来应对这一挑战。

FG-200网关可将FF H1现场设备集成到支持Modbus TCP和Modbus RTU的设备中，且Modbus作为开放标准可被大多数制造商集成到DCS系统中。

借助FG-200，用户所使用的现有传统DCS系统即可快速采集到FF H1设备的数据，而无需专门选择那些支持FF H1协议的DCS系统，从而可大大降低成本。FG-200还支持冗余功能，可确保无故障的过程数据交换。此外，它可与网络中现有的DCS系统并行运行，而不会对现有系统产生任何影响。

将FF H1设备连接到支持Modbus TCP/RTU协议的设备中，可为流程行业的应用提供更大的灵活性和扩展性——用户可在涉及到FF H1总线的项目中有更广泛的DCS系统选择，而不再受限于DCS系统无法支持FF H1。此外，这种方案还促进了设备的整合，使用户能够将不同类型和品牌的设备集成到一个统一的系统中，从而实现更高效的流程控制和管理，同时可为流程行业的项目提供更多选择和优化可能性。

（FG-200——将FOUNDATION Fieldbus H1集成到Modbus/FF HSE的网关）

四 其他功能

| 将FF H1现场设备集成到管理系统和物联网云平台

Softing dataFEED OPC Suite软件是用于OPC通信的一体化数据集成解决方案，可作为OPC中间件将数据安全可靠地集成到物联网和数据库。用户通过结合使用FG-200和dataFEED OPC Suite可将FF H1现场设备通过OPC UA集成到上层管理系统，如SCADA、ERP和MES等，由此用户可有效提高生产效率和优化生产流程。此外，用户还可通过MQTT将现场设备的数据上传到物联网云平台以进行在线监控与管理，从而推进工厂数字化建设。

（将FF H1现场设备集成到管理系统和物联网云平台）

| 通过FDT/DTM应用或Modbus主站来参数化配置FF H1设备

FG-200支持FDT/DTM技术，且该技术对于配置、监视和诊断不同类型和品牌的工业设备提供了一种统一的方法，并被广泛应用于工业自动化领域。Softing还免费提供了FG-200的HSE-CommDTM驱动程序，这让用户可使用支持FDT/DTM框架的应用（如PCATware、FieldMate、FieldCare等）来对现场设备进行参数化配置、监控与诊断。

除此以外，用户还可通过Modbus主站来配置FF H1设备。因为除了非常关键的过程数据（输入值和输出值）外，FG-200还支持将FF H1设备的各个功能块的其他参数映射到Modbus，其中包括设备的操作模式、功能块状态、仪表单位、报警配置等参数。因此，用户可通过使用Modbus主站来读取和写入FF H1设备的参数和配置信息，从而让用户对FF H1设备的参数化配置和管理变得更加灵活与便捷。

（通过FDT/DTM应用或Modbus主站来参数化配置FF H1设备）

| 将FF H1设备集成到FF HSE系统

除了Modbus，FG-200还支持FF HSE（High-Speed Ethernet）协议，可用于将FF H1设备接入到FF HSE系统，如艾默生的AMS设备管理系统、ABB CI860通信模块、NI-FBUS Configurator软件等，并对现场设备进行资产管理、数据采集和参数化配置。

Softing提供支持FG-200的免费FF HSE配置软件，因此用户可基于FF H1设备的描述文件（.CFF）来实现更加高级的配置，例如拓扑、仪表之间的PID连接配置等。此外，该配置软件不仅提供了直观的图形界面，用户可轻松地执行在线监控、仪表参数配置、Modbus映射等操作，还可结合Wireshark来解析FF HSE报文，以推进FF设备的开发与调试和检测FF总线故障。

（将FF H1设备集成到FF HSE系统）

五 项目部署

在确定好方案之后，该系统集成商开始在现场进行FG-200网关的安装部署。首先，他们进行了现场调研和仪表评估，以了解现场总线布局和通信需求。然后，根据现场FF H1网段分布，客户安装了多个FG-200网关（一个FG-200网关可支持集成4个FF H1网段），且将它们连接到了现场的FF H1网段。而针对部分关键工艺环节，客户选择使用两个FG-200来搭建冗余连接，从而保证了关键数据的持续传输和设备的正常运行。每个网关通过其FF H1接口与仪表建立通信后，即可采集仪表的实时数据和状态信息。

本项目中的仪表均已被配置好参数，因此客户只需配置FF H1到Modbus的映射即可，且客户可根据FG-200配置软件来自动生成的Modbus映射表，并在组态工具中配置控制器的Modbus连接参数、寄存器及数据类型等，从而确保了数据的正确解析和集成......

请点击此处，查看剩余30%精彩内容！

| 往期回顾

▶ Softing提供解决方案用于将Modbus TCP设备集成到工业物联网

▶ Softing dataFEED OPC Suite——助力数字孪生技术发展