基金会现场总线的信号状态

FF功能块编程与模拟功能块电路设计非常相似，其中特定任务被划分为离散元件，这些元件连接在一起形成具有更复杂功能的更大系统。

传统模拟功能块电路设计和FF功能块编程之间的一个重要区别是将块连接在一起的线路的数据内容。在模拟世界中，每条连接线（导线）只携带一条信息：用电压信号以模拟形式表示的单个变量。在现场总线的世界中，每条连接线不仅承载变量的数值，还承载状态，在某些情况下还承载工程单位（测量单位）。

例如，感测温度的现场总线变送器可能输出“342摄氏度，良好”的数字过程变量（PV）信号，而具有模拟（例如4-20 mA）输出的温度变送器仅能够发送表示温度的信号（无测量单位或状态信息）。

将状态与数据一起纳入是一个强大的概念，其根源在于科学实践。通常，科学家会尽最大努力报告与他们从实验中公布的数据相关的置信度。当然，数据很重要，但获得数据的确定程度也是如此。显然，用低质量（高不确定性）仪器收集的数据与用高精度和无可挑剔精度（低不确定性）的仪器收集的信息具有不同的意义。任何基于另一位科学家发表的一组科学数据进行研究的科学家，除了数据本身之外，还可以获得数据的确定性——这是一个非常有价值的细节。

同样，FF设备“发布”的数据仅与该设备的健康状况一样好。FF变送器显示出噪声或剧烈波动的测量结果，很可能接近完全失效，因此其公布的数据应予以怀疑。由于FF设备是“智能”的（这意味着，除其他外，它们具有自我诊断能力），如果检测到内部故障，它们能够将自己的数据标记为“坏”。数据仍然会被发布并发送到其他FF功能块，但与数据一起发送的状态会警告所有下游块其不确定性。

与功能块之间传递的每个FF信号相关的三个主要状态条件是“良好”、“不良”和“不确定”。还存在子状态状态，以进一步描述不确定性的性质。“传感器故障”是子状态值的一个示例，描述了过程变送器状态值“坏”的原因。

例如，“坏”状态的子状态包括停止服务、设备故障、传感器故障和非特定状态。“不确定”状态的子状态包括最后可用值（LUV）、传感器转换不准确、工程单位范围违规、次正常和非特定。

在计算机科学中，有一个真理是“垃圾输入等于垃圾输出”，有时缩写为GIGO。任何算法，无论多么先进，都不能保证从输入的坏数据中输出好数据。该原理在FF功能块编程中得到了智能应用，因为当检测到“坏”或“不确定”输入状态时，功能块被编程为切换模式。

例如，以下是功能块在检测到“坏”输入信号状态时可能采取的一些措施：

• 将输出信号设置为最后一个“良好”值
• 故障高（将输出信号设置为范围上限值）
• 故障低（将输出信号设置为范围值的底部）

此外，状态值在FF系统中从串联连接的每个功能块的输入传播到输出，反映了整个控制回路中输入信号不确定性的影响。例如，向PID控制块的过程变量输入发送“坏”状态信号的模拟输入（AI）块也会将其“坏”的状态传播到PID块的输出。当“坏”PID输出信号到达模拟输出（AO）功能块时，最终块知道该信号不可信，因为其来源（AI块）不可信。

接收PID块输出信号的任何功能块将同样检测到“坏”状态，并将该状态进一步传播到其输出信号。这种“状态传播”确保现场总线控制系统中的所有功能块都“知道”输入数据状态，因此“错误”测量不会导致对该数据做出“错误”控制决策。