CN1455566A

CN1455566A - 现场总线分散控制站

Info

Publication number: CN1455566A
Application number: CN 02144978
Authority: CN
Inventors: 赵海燕; 康凯; 林跃; 巍剑嵬; 黎一兵
Original assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Current assignee: Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2003-11-12

Abstract

本发明公开一种用来完成过程自动化或制造自动化的现场设备互连的现场总线分散控制站。它基于FF协议的一个网络节点，由基于FF协议的控制主站模块、通用I/O端子底座及各种I/O模块组成，控制主站模块通过通用I/O端子底座作为接口与各I/O模块相连；所述控制主站模块为基于FF协议的智能网络通信装置，包括I/O管理与控制和FF协议通信两个模块，负责I/O管理的第一中央处理器与负责FF协议通信模块运行的第二中央处理器经双口及控制逻辑电路粘和逻辑连接，进行数据交换；即采用双CPU结构，嵌入可编程算法功能块虚拟机，完成可编程算法功能块的运行。它可以支持离散工业控制的应用、拓展FF协议现场总线的应用范围，更可以解决分布控制系统中低成本问题。

Description

现场总线分散控制站

技术领域

本发明涉及自动化系统，具体地说是一种用来完成过程自动化或制造自动化的现场设备互连的现场总线分散控制站。

背景技术

现场总线技术对工业自动化系统的影响是全面、深刻的，其作用犹如数字通信技术对现代通信系统的影响，是工业控制系统当前的热点技术。基于现场总线的控制系统具有传统工业控制系统不可比拟的技术优势。国际市场上先进的工业控制系统都广泛采用现场总线技术，带动了工业自动化系统的整体技术发展。

现场总线智能仪表是现场总线控制系统(FCS，Fieldbus Control Systems)中的关键设备。开发先进的控制功能块和设备自诊断功能，是过程仪表性能与品质的重要标志。国际上应用日益广泛的可编程控制器(PLC)技术和其产品，始终是我国自动控制设备的缺口。随着IEC61131标准的确立，为我国自动控制设备的PLC技术和产品的研究开发又提供了新的机遇。随着现场总线技术的开放和标准化，现场总线智能仪表及设备共同组成新型结构的FCS的出现，标志着现场总线技术的发展和应用达到了新的历史阶段。另外，以PLC、PC机为主控设备的控制系统都广泛采用现场总线技术，以至于几乎找不到不采用现场总线技术的网络化PLC和PC控制系统。由于FF总线标准主要面向过程控制应用，因此不能有力的支持离散工业控制应用。而且在我国工业控制系统的整体发展中，目前在工业自动化系统中大量使用的还是传统的模拟仪表，要想全面实现现场总线控制系统在我国的推广和应用，还有许多困难。一方面由于现场总线仪表的价格还偏高，另一方面是改造或废弃现有的传统模拟仪表费用很大。为了最大程度地保护用户的已有投资，因此开发基于现场总线的智能化分散控制站已经迫在眉睫。

发明内容

为了克服上述不支持离散工业控制应用的不足，解决分布控制系统中的低成本问题，本发明的目的是提供一种基于FF协议现场总线、用来完成过程自动化或制造自动化的现场设备互连的现场总线分散控制站，它可以支持离散工业控制的应用、拓展FF协议现场总线的应用范围，更可以解决分布控制系统中的低成本问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：为基于FF协议(H1版)的一个网络节点，这个节点由基于FF协议的控制主站模块、通用I/O端子底座及各种I/O模块组成，控制主站模块通过通用I/O端子底座作为接口与各I/O模块相连；其中：所述控制主站模块为基于FF协议的智能网络通信装置，包括I/O管理与控制和FF协议通信两个模块，负责I/O管理的第一中央处理器与负责FF协议通信模块运行的第二中央处理器经双口及控制逻辑电路粘和逻辑连接，进行数据交换；即采用双CPU结构，嵌入可编程算法功能块虚拟机，完成可编程算法功能块的运行；

本发明所述I/O管理与控制模块采用嵌入式CPU结构，负责I/O模块的管理、I/O数据的采集、热交换及即插即用功能的管理，由第一中央控制器、第一闪存、第一～二存储器、IO内部总线组成，所述第一中央控制器配有第一～二存储器，通过双口RAM及控制逻辑电路与FF协议通信控制模块相连，并通过第一串行电可擦写存储器保存I/O模块的管理与控制模块状态信息，还通过第一闪存存放I/O模块信息；

FF协议通信模块由第二中央控制器、第三～四存储器、通信控制模块、媒体访问单元、第二闪存组成，以所述通信控制模块为核心，作为FF协议现场总线上主设备的通讯接口或作为从设备的通讯接口，第二中央控制器配有第三～四存储器，通过双口及控制逻辑电路与I/O管理与控制模块中的第一中央控制器进行数据交换，通信控制模块经媒体访问单元连接至FF协议现场总线系统，嵌入可编程算法功能块虚拟机至第二闪存中；

所述FF协议通信模块中第二中央控制器和通信控制模块之间采用DMA方式，媒体访问单元采用电压模式，经传输变压器偶合到现场总线；并提供足够大的第二闪存空间供可编程算法功能块虚拟机下载可编程算法功能块代码及各种配置信息；

所述I/O模块完成现场信号的采集和转换，包括：模拟输入模块、模拟输出模块、数字输入模块、数字输出模块、热电偶模块、热电阻模块、脉冲调宽模块输入模块；

所述模拟输入模块、模拟输出模块、数字输入模块、数字输出模块、热电偶模块、热电阻模块为八/十六通道，脉冲调宽模块输入模块为八通道；

所述可编程算法功能块虚拟机是将可编程算法功能块以FF协议中功能块的形式在FF协议现场总线上表现出来，即在上位机中，可以通过标准FF协议访问(读取)可编程算法功能块虚拟机中的可编程算法功能块的信息；通过FB SHELL与FF通信协议进行访问；编程环境通过FF通信协议下载到运行环境；可编程算法功能块的输入输出与I/O模块输入输出对应连接，其连接可以分为两种形式：1)所有连接来自于本地的I/O模块连接，即与来自于主控模块挂接的所述I/O模块连接；2)可以跨接FF协议现场总线不同设备，即连接来自于其他FF协议现场总线网络节点的输入输出变量；

生成所述可编程算法功能块具体流程如下：

首先使用编辑环境通过编辑/调试器进行控制算法编写，然后用编译器对可编程算法功能块进行编译，检查语法错误，再判断语法是否正确？如语法不正确，返回使用编辑环境；若正确，则在编辑环境下仿真可编程算法功能块控制算法，如算法不正确，返回编辑/调试器进行控制算法编写；当算法正确时，在指定目录生成算法中间文件，即最终生成独立于运行环境的目标代码(TIC代码)，启动组态软件，利用组态软件将算法通过可编程算法功能块(使用FF协议现场总线的域下载服务)下载到指定设备中，如FF协议通信模块的第二闪存中，即可提供数据读写服务，上位机监控软件通过调用标准FF服务，可以存取可编程算法功能块中的实时数据，使可编程算法功能块具备通过嵌入可编程算法功能块虚拟机运行的条件，启动可编程算法功能块虚拟机，使用组态软件进行可编程算法功能块、FB(现场总线功能块)的组态，从上位机下载组态信息至FF协议通信模块第二闪存中，然后测试组态的正确性，如组态不正确，返回使用组态软件重新进行组态；如组态正确，则关闭组态软件，结束程序。

所述通用I/O端子底座采用串联连接的两片第1～2可编程逻辑电路。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.支持离散工业控制的应用。本发明能提供软PLC虚拟机，完成软PLC的运行，同时将编译的PLC原代码映射成柔性的现场总线功能块。符合IEC61131-3标准，从而支持了离散工业控制的应用。本发明现场总线分散控制站是基于FF现场总线协议的智能化控制网络设备，用来完成过程自动化或制造自动化的现场设备互连的控制装置，提供用户可选择的FF H1现场总线通信与控制模块和FF HSE现场总线通信与控制模块，同时连接离散数据与FF协议现场总线的通道，以拓展FF协议现场总线的应用范围。尤其适合改造传统工业控制系统与构成先进的分布控制系统来对老企业进行改造。使老企业自动化系统直接进入现场总线时代，拓展了FF协议现场总线的应用范围，对提高我国工业自动化水平具有实际意义。

2.成本低。由于本发明将传统仪表映射成现场总线功能块，保持了传统的离散数据和过程控制中标准的4～20mA模拟仪表，解决了分布式控制系统中的低成本问题。

3.使用方便。本发明I/O模块支持热插拔，自由组合、方便灵活。当重新安装了任何一种I/O模块，都可以在带电情况下，进行热交换，而且都会自动地将模块的配置信息上载到控制主站模块，因此，用户可以在系统运行期间，置换有故障的I/O模块，控制主站模块会自动地校验其新安装的I/O模块是否与原I/O模块兼容，如果兼容，则自动加入到控制主站模块配置信息中。整个过程不需用上位机干预，不会影响其它I/O模块的正常运行。

4.功能强大。本发明采用带数据链路层帧及地址自动识别的DMA方式，可增加其实时性和减少CPU的负担；通过现场总线功能块FB的定义实现设备的冗余能力；采用双CPU结构，FF通讯模块和I/O管理与控制模块分别由各自的CPU完成，采用控制主站模块提供诊断和动态管理I/O模块的功能。

附图说明

图1为本发明现场总线分散控制站结构框图。

图2为图1中控制主站模块电路原理框图。

图3为图1FF协议通信模块中嵌入的可编程算法功能块虚拟机的可编程算法功能块生成流程框图。

图4为图3可编程算法功能块编辑/运行环境框图。

图5为图1中通用I/O端子底座模块电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

如图1所示，本发明现场总线分散控制站是基于FF协议(H1版)的一个网络节点，这个节点由基于FF协议的控制主站模块、通用I/O端子底座及各种I/O模块组成，控制主站模块通过通用I/O端子底座作为接口与各I/O模块相连；其中：所述控制主站模块为基于FF协议的智能网络通信装置，包括I/O管理与控制和FF协议通信两个模块，如图1所示，负责I/O管理的第一中央处理器CPU1与负责FF协议通信模块运行的第二中央处理器CPU2经双口RAM及控制逻辑电路CPLD粘和逻辑连接，进行数据交换；即采用双CPU结构，嵌入可编程算法功能块虚拟机，完成可编程算法功能块的运行，具体为：

I/O管理与控制模块采用i386EX嵌入式CPU结构，负责I/O模块的管理、I/O数据的采集、热交换及即插即用功能的管理，由第一中央控制器CPU1、第一闪存FLASH1、第一～二存储器ROM1、RAM1、IO内部总线组成，所述第一中央控制器CPU1配有第一～二存储器ROM1、RAM1，通过双口RAM及控制逻辑电路CPLD与FF协议通信控制模块相连，并通过第一串行电可擦写存储器EEROM1保存I/O模块的管理与控制模块状态信息，还通过第一闪存FLASH1存放I/O模块信息；

FF协议通信模块由第二中央控制器CPU2、第三～四存储器ROM2、RAM2、通信控制模块FFC、媒体访问单元MAU、第二闪存FLASH2组成，以所述通信控制模块FFC(FB3050芯片)为核心，作为FF协议现场总线上主设备的通讯接口或作为从设备的通讯接口，第二中央控制器CPU2配有第三～四存储器ROM2、RAM2，通过双口RAM及控制逻辑电路CPLD与I/O管理与控制模块中的第一中央控制器CPU1进行数据交换，通信控制模块FFC经媒体访问单元MAU连接至FF协议现场总线系统，嵌入可编程算法功能块虚拟机至第二闪存FLASH2中；

所述FF协议通信模块中第二中央控制器CPU2和通信控制模块FFC之间采用DMA方式，所述DMA方式为带数据链路层带帧及地址自动识别的DMA方式；媒体访问单元MAU采用电压模式，经传输变压器偶合到现场总线；另外，提供足够大的第二闪存FLASH2空间供可编程算法功能块虚拟机下载可编程算法功能块代码及各种配置信息；

所述I/O模块完成现场信号的采集和转换，包括：模拟输入模块A/I、模拟输出模块A/O、数字输入模块D/I、数字输出模块D/O、热电偶模块TC、热电阻模块RID、脉冲调宽模块PWM输入模块，其中：模拟输入模块A/I、模拟输出模块A/O、数字输入模块D/I、数字输出模块D/O、热电偶模块TC、热电阻模块RID为八/十六通道，脉冲调宽模块PWM输入模块为八通道(参见图1)。

如图4所示，所述可编程算法功能块虚拟机的主要功能是将可编程算法功能块以FF协议中功能块的形式在FF协议现场总线上表现出来，即在上位机中，可以通过标准FF协议访问(读取)可编程算法功能块虚拟机中的可编程算法功能块的信息。可编程算法功能块符合标准FF协议，支持IEC61131-3标准，其生成编程环境由编辑/调试器、编译器、组态软件、调试器内核模块组成，运行环境由FF通信协议、可编程算法功能块虚拟机、可编程算法功能块组成，其中：可编程算法功能块通过FB SHELL与FF通信协议进行访问；编程环境通过FF通信协议下载到运行环境。具体为：

编辑/调试器提供控制应用的编辑环境，主要功能为一种使用标准的编程语言编写的控制应用程序，其输入信息来自于用户的控制应用，根据用户输入信息，最终生成中间文件(TIC代码)，输出给编译器进行编译；

编译器检查用户编写的程序代码，显示编译结果的正确性，将编译的错误信息及警告信息提示给用户；其输入信息来自于调试器内核生成的中间文件，根据IEC61131-3标准进行语法语义检查，最终生成独立于运行环境的目标代码(TIC代码)；

组态软件通过FF通信协议用于开发FF现场总线的控制应用，提供FB(现场总线功能块)之间的连接调度关系，将编译器生成的算法文件下载到FF现场总线相连的设备中(如仪表)；

调试器内核提供离线调试仿真环境，用户可以调试可编程算法功能块算法，验证算法的正确性；

可编程算法功能块虚拟机用于执行编译器产生的TIC代码，按照用户的控制逻辑进行相应的控制，其工作方式是“输入-运算-输出”，通过I/O通信接口进行I/O变量读取；

可编程算法功能块虚拟机是整个系统的核心，正确执行由编程环境生成的算法，扫描I/O模块的输入缓冲区，计算控制逻辑，输出计算结果到其输出缓冲区；可编程算法功能块的输入输出与I/O模块输入输出对应连接，其连接可以分为两种形式：1)所有连接来自于本地的I/O模块连接，即与来自于主控模块挂接的所述I/O模块连接，这样可以用在处理速度要求较高的场合，不受现场总线网络传输速度的影响；2)可以跨接FF协议现场总线不同设备(如：本发明现场总线分散控制站或仪表)，即连接来自于其他FF协议现场总线网络节点的输入输出变量。

可编程算法功能块目的是保证用户在FF协议通信模块的基础上操作可编程算法功能块虚拟机，用户可以使用组态软件进行所述可编程算法功能块连接，定义可编程算法功能块的输入、输出连接。

如图3所示，生成可编程算法功能块具体流程如下：

首先使用编辑环境通过编辑/调试器进行控制算法编写(符合IEC61131-3标准)，然后用编译器对可编程算法功能块进行编译，检查语法错误，再判断语法是否正确？如语法不正确，返回使用编辑环境；若正确，则在编辑环境下仿真可编程算法功能块控制算法，如算法不正确，返回编辑/调试器进行控制算法编写；当算法正确时，在指定目录生成算法中间文件，即最终生成独立于运行环境的目标代码(TIC代码)，启动组态软件，利用组态软件将算法通过可编程算法功能块(使用FF协议现场总线的域下载服务)下载到指定设备中，如FF协议通信模块的第二闪存FLASH2中，即可提供数据读写服务，上位机监控软件通过调用标准FF服务，可以存取可编程算法功能块中的实时数据，使可编程算法功能块具备通过嵌入可编程算法功能块虚拟机运行的条件，启动可编程算法功能块虚拟机，使用组态软件进行可编程算法功能块、FB(现场总线功能块)的组态，从上位机下载组态信息至FF协议通信模块第二闪存FLASH2中，然后测试组态的正确性，如组态不正确，返回使用组态软件重新进行组态；如组态正确，则关闭组态软件，结束程序。

所述可编程算法功能块旨在增强FF协议现场总线在离散量控制方面的薄弱环节，提供类似标准PLC的逻辑控制功能。编辑环境提供的编程语言标准符合IEC61131-3标准，类似于FB，如PID等，可编程算法功能块的输入参数连接其他FB的输出参数，输出参数连接其他FB的输入参数，FB的执行接受FF协议现场总线网络调度。

本发明工作原理如下：

控制主站模块采用双CPU结构，即FF通讯模块和I/O管理与控制模块分别由各自的CPU完成。控制主站模块最大可以动态地控制、管理八个不同的I/O模块，以完成分布式I/O控制。它含有符合FF协议标准的各标准功能块(FB，包括如：AI、AO、DI、DO、IS、PID等)；另外，还提供嵌入式可编程算法功能块虚拟机(编程语言符合EC61131-3标准)，用以完成可编程算法功能块的运行；通过控制主站模块将传统仪表映射成现场总线功能块FB；同时将编译的可编程算法功能块原代码(梯形图等)映射成可编程算法功能块；将所述离散I/O模块无缝接入FF协议现场总线，且在FF协议现场总线中可以透明访问各I/O模块；并具有FF协议网络的调度功能(LAS)。

控制主站模块还提供诊断和自动配置功能、可以完成系统中各I/O模块的动态配置、即插即用及热插拔等操作，FF协议通信(含可编程算法功能块虚拟机)模块以通信控制模块FFC(FB3050芯片)为核心，配有第二中央处理器CPU2，采用intel公司的嵌入式CPUi386EX，FB3050是SMAR公司推出的第三代基金会现场总线通讯控制芯片，该芯片符合ISA SP50-2-1992PART2中规定的FF协议现场总线物理层标准，可与各种流行CPU相连接，既可作为FF协议现场总线上主设备的通讯接口，也可作为从设备的通讯接口，完成FF协议现场总线物理层及部分链路层标准。其中：包含有曼彻斯特数据编码器和解码器，可以对发送和接收的数据进行编解码；还包含有帧校验逻辑，在接收数据过程中能自动地对接收数据进行帧校验，而在发送数据过程中是否要对发送的数据产生帧校验序列则由用户通过软件编程来设定；帧的状态信息可随时供软件读取或查询。为了增加网络通讯的可靠性，所述通信控制模块FFC具备禁止“闲谈”功能，可以在发生软件故障情况下其故障节点不会无限制地占用网络。此外，所述FF协议通信模块还能自动识别和矫正总线信号的极性以实现无极性连接。

所述FF协议通信模块提供了一种带数据链路层帧及地址自动识别的DMA方式，在这种方式下接收器每遇到一个帧头都要对帧的控制字进行自动译码，并对目的地址域进行识别，以确定本次接收到的帧是否由本节点接收；而本节点的各种模式下的地址由CPU在事先存入相应的寄存器或存储器缓冲区，接收器通过分别比较来确定正在接收的帧是否属于本发明现场总线分散控制站，并配合各种状态条件的中断由CPU进行相应处理，从而完成数据的接收。

本发明采用带数据链路层帧及地址自动识别的DMA方式，可增加其实时性和减少CPU的负担。

所述通用I/O端子底座(如图5所示)采用第1～2可编程逻辑电路EPLD1～EPLD2(XC9536两片芯片)，由地址识别模块，状态、数据缓冲模块，中断、即插即用、热插拔逻辑电路模块，模块信息存储器逻辑模块，I/O模块接口及内部逻辑模块组成，其中：

所述地址识别模块完成本地地址识别功能，其本地柔性地址为I/O端子底座在组成系统时所自动产生的本地实际地址，基于此地址就可以识别控制主站模块访问I/O时所输出的地址；当确定为本I/O模块后，由地址识别模块产生相应的信号输出到内部逻辑模块，同时经内部逻辑模块分别输出数据缓冲选通、状态字选通、模块信息存储器逻辑选通等逻辑信号。则通过数据缓冲读/写I/O模块的数据，经状态字模块读取I/O模块的状态，经模块信息存储器读/写I/O模块信息，同时输出下级虚拟地址。

当组成系统时，I/O端子底座串联在一起，并接收来自前级输入的本地柔性地址，经地址识别模块自动生成下级的柔性地址；当控制主站模块访问本底座时，经地址总线输出要访问的模块地址，这时地址总线与虚拟地址进行比较识别，如是本地址则由内部控制逻辑产生使能信号，而视控制主站模块所要执行的工作，分别产生数据缓冲选通、状态字选通、模块信息存储器逻辑选通等逻辑信号，完成相应的操作；如果不是本地址则禁止本I/O底座所有控制信号，只产生下一级虚拟地址。

I/O模块完成现场信号的采集和转换，每个I/O模块都支持热插拔及即插即用，每个I/O模块中都包括一个配置信息存储器(含有模块类型、通道数、序列号等信息)供控制主站模块控制管理时读取。每个I/O模块可提供128个I/O地址范围。

在组成FF协议现场总线控制系统时，控制主站模块地址由FF协议总线分配，而各I/O模块地址由控制主站模块自动分配地址。一旦组成了系统，则每个I/O模块就分配了唯一的地址。这样，各I/O模块在FF协议现场总线中将是透明的。

当重新安装了任何一种I/O模块，都可以在带电情况下，进行热交换，而且都会自动地将I/O模块的配置信息上载到控制主站模块，因此，用户可以在系统运行期间，置换有故障的I/O模块，控制主站模块会自动地校验其新安装的I/O模块是否与原I/O模块兼容，如果兼容，则自动加入到控制主站模块配置信息中。整个过程不需用上位机干预，不会影响其它模块的正常运行。

本发明技术特点：

1)将传统仪表映射成可编程算法功能块；

2)提供可编程算法功能块虚拟机，完成可编程算法功能块的运行。同时将编译的可编程算法功能块原代码映射成可编程算法功能块(符合IEC61131-3标准)；

3)通过以上两个关键技术将现场离散信号，4～20mA模拟信号以及其它I/O模块信号透明地直接与FF协议现场总线设备通信。

4)采用双CPU结构----FF通讯模块和I/O管理与控制模块分别由各自的CPU完成；

5)I/O模块支持热插拔和即插即用技术，自由组合；

6)控制主站模块提供诊断和动态管理I/O模块的功能；

8)可以通过现场总线功能块的定义实现设备的冗余能力。

Claims

1.一种现场总线分散控制站同，其特征在于：为基于FF协议的一个网络节点，这个节点由基于FF协议的控制主站模块、通用I/O端子底座及各种I/O模块组成，控制主站模块通过通用I/O端子底座作为接口与各I/O模块相连；其中：所述控制主站模块为基于FF协议的智能网络通信装置，包括I/O管理与控制和FF协议通信两个模块，负责I/O管理的第一中央处理器(CPU1)与负责FF协议通信模块运行的第二中央处理器(CPU2)经双口RAM及控制逻辑电路(CPLD)粘和逻辑连接，进行数据交换；即采用双CPU结构，嵌入可编程算法功能块虚拟机，完成可编程算法功能块的运行。

2.按照权利要求1所述现场总线分散控制站，其特征在于：所述I/O管理与控制模块采用嵌入式CPU结构，负责I/O模块的管理、I/O数据的采集、热交换及即插即用功能的管理，由第一中央控制器(CPU1)、第一闪存(FLASH1)、第一～二存储器(ROM1、RAM1)、IO内部总线组成，所述第一中央控制器(CPU1)配有第一～二存储器(ROM1、RAM1)，通过双口(RAM)及控制逻辑电路(CPLD)与FF协议通信控制模块相连，并通过第一串行电可擦写存储器(EEROM1)保存I/O模块的管理与控制模块状态信息，还通过第一闪存(FLASH1)存放I/O模块信息；

FF协议通信模块由第二中央控制器(CPU2)、第三～四存储器(ROM2、RAM2)、通信控制模块(FFC)、媒体访问单元(MAU)、第二闪存(FLASH2)组成，以所述通信控制模块(FFC)为核心，作为FF协议现场总线上主设备的通讯接口或作为从设备的通讯接口，第二中央控制器(CPU2)配有第三～四存储器(ROM2、RAM2)，通过双口(RAM)及控制逻辑电路(CPLD)与I/O管理与控制模块中的第一中央控制器(CPU1)进行数据交换，通信控制模块(FFC)经媒体访问单元(MAU)连接至FF协议现场总线系统，嵌入可编程算法功能块虚拟机至第二闪存(FLASH2)中；

3.按照权利要求2所述现场总线分散控制站，其特征在于：所述FF协议通信模块中第二中央控制器(CPU2)和通信控制模块(FFC)之间采用DMA方式，媒体访问单元(MAU)采用电压模式，经传输变压器偶合到现场总线；并提供足够大的第二闪存(FLASH2)空间供可编程算法功能块虚拟机下载可编程算法功能块代码及各种配置信息。

4.按照权利要求1所述现场总线分散控制站，其特征在于：所述I/O模块完成现场信号的采集和转换，包括：模拟输入模块(A/I)、模拟输出模块(A/O)、数字输入模块(D/I)、数字输出模块(D/O)、热电偶模块(TC)、热电阻模块(RID)、脉冲调宽模块(PWM)输入模块。

5.按照权利要求4所述现场总线分散控制站，其特征在于：所述模拟输入模块(A/I)、模拟输出模块(A/O)、数字输入模块(D/I)、数字输出模块(D/O)、热电偶模块(TC)、热电阻模块(RID)为八/十六通道，脉冲调宽模块(PWM)输入模块为八通道。

6.按照权利要求2所述现场总线分散控制站，其特征在于：所述可编程算法功能块虚拟机是将可编程算法功能块以FF协议中功能块的形式在FF协议现场总线上表现出来，即在上位机中，可以通过标准FF协议访问可编程算法功能块虚拟机中的可编程算法功能块的信息；通过FB SHELL与FF通信协议进行访问；编程环境通过FF通信协议下载到运行环境；可编程算法功能块的输入输出与I/O模块输入输出对应连接，其连接可以分为两种形式：1)所有连接来自于本地的I/O模块连接，即与来自于主控模块挂接的所述I/O模块连接；2)可以跨接FF协议现场总线不同设备，即连接来自于其他FF协议现场总线网络节点的输入输出变量。

7.按照权利要求2或6所述现场总线分散控制站，其特征在于：生成所述可编程算法功能块具体流程如下：

首先使用编辑环境通过编辑/调试器进行控制算法编写，然后用编译器对可编程算法功能块进行编译，检查语法错误，再判断语法是否正确？如语法不正确，返回使用编辑环境；若正确，则在编辑环境下仿真可编程算法功能块控制算法，如算法不正确，返回编辑/调试器进行控制算法编写；当算法正确时，在指定目录生成算法中间文件，即最终生成独立于运行环境的目标代码，启动组态软件，利用组态软件将算法通过可编程算法功能块，使用FF协议现场总线的域下载服务，下载到指定设备中，如FF协议通信模块的第二闪存(FLASH2)中，即可提供数据读写服务，上位机监控软件通过调用标准FF服务，可以存取可编程算法功能块中的实时数据，使可编程算法功能块具备通过嵌入可编程算法功能块虚拟机运行的条件，启动可编程算法功能块虚拟机，使用组态软件进行可编程算法功能块、现场总线功能块的组态，从上位机下载组态信息至FF协议通信模块第二闪存(FLASH2)中，然后测试组态的正确性，如组态不正确，返回使用组态软件重新进行组态；如组态正确，则关闭组态软件，结束程序。

8.按照权利要求2所述现场总线分散控制站，其特征在于：所述通用I/O端子底座采用串联连接的两片第1～2可编程逻辑电路(EPLD1～EPLD2)。