La programación de bloques de funciones FF tiene un gran parecido con el diseño de circuitos de bloques de funciones analógicos, donde las tareas específicas se dividen en elementos discretos, esos elementos conectados entre sí para formar un sistema más grande con una funcionalidad más compleja.
Una de las distinciones importantes entre el diseño de circuitos de bloques de funciones analógicos heredados y la programación de bloques de funciones FF es el contenido de datos de las líneas que conectan los bloques entre sí. En el mundo analógico, cada línea (cable) de conexión transporta exactamente una información: una única variable representada en forma analógica por una señal de voltaje. En el mundo de Fieldbus, cada línea de conexión lleva no sólo el valor numérico de la variable, sino también un estado y, en algunos casos, una unidad de ingeniería (una unidad de medida).
Por ejemplo, un transmisor Fieldbus que detecta la temperatura podría generar una señal de variable de proceso digital (PV) de “342 grados Celsius, buena”, mientras que un transmisor de temperatura con una salida analógica (por ejemplo, 4-20 mA) simplemente puede enviar una señal que representa la temperatura (sin unidad de medida ni información de estado).
La inclusión del estatus junto con los datos es un concepto poderoso, con raíces en la práctica científica. Los científicos, por regla general, hacen todo lo posible para informar el grado de confianza asociado con los datos que publican sobre los experimentos. Los datos son importantes, por supuesto, pero también lo es el grado de certeza con el que se obtuvieron. Obviamente, los datos recopilados con instrumentos de baja calidad (alta incertidumbre) tendrán un significado diferente que los datos recopilados con instrumentos de alta precisión y exactitud impecable (baja incertidumbre). Cualquier científico que base su investigación en un conjunto de datos científicos publicados por otro científico tendrá acceso a la certeza de los datos además de a los datos en sí, un detalle muy valioso.
Del mismo modo, los datos «publicados» por un dispositivo FF son tan buenos como el estado de ese dispositivo. Un transmisor FF que muestre mediciones ruidosas o con grandes fluctuaciones podría muy bien estar a punto de fallar por completo y, por lo tanto, sus datos publicados deben tratarse con escepticismo. Dado que los dispositivos FF son «inteligentes» (lo que significa, entre otras cosas, que tienen capacidad de autodiagnóstico), tienen la capacidad de marcar sus propios datos como «malos» si se detecta una falla interna. Los datos aún se publican y envían a otros bloques de funciones FF, pero el estado enviado junto con esos datos advierte a todos los bloques posteriores sobre su incertidumbre.
Las tres condiciones de estado principales asociadas con cada señal FF pasada entre bloques de funciones son Bueno, malo e incierto. También existen estados de subestado para delinear mejor la naturaleza de la incertidumbre. “Falla del sensor” es un ejemplo de un valor de subestado que describe el motivo de un valor de estado “malo” de un transmisor de proceso.
Por ejemplo, los subestados para un estado «Malo» incluyen fuera de servicio, falla del dispositivo, falla del sensor y no específico. Los subestados para un estado «Incierto» incluyen último valor utilizable (LUV), conversión del sensor no precisa, violación del rango de unidades de ingeniería, subnormal y no específico.
En informática, existe una perogrullada que dice que “la entrada de basura es igual a la salida de basura”, a veces abreviado como GIGO. Ningún algoritmo, por muy avanzado que sea, puede garantizar una salida de datos buenos a partir de una entrada de datos malos. Este principio encuentra una aplicación inteligente en la programación de bloques de funciones FF, ya que los bloques están programados para cambiar de modo cuando se detectan estados de entrada «malos» o «inciertos».
Por ejemplo, estas son algunas de las posibles acciones que puede configurar un bloque de funciones para realizar al detectar un estado de señal de entrada «malo»:
- Configure la señal de salida al último valor «Bueno»
- Fallo alto (establece la señal de salida al valor superior del rango)
- Fallo bajo (configura la señal de salida al valor inferior del rango)
Además, los valores de estado se propagan en un sistema FF desde la entrada a la salida de cada bloque funcional conectado en serie, reflejando el efecto de la incertidumbre de una señal de entrada a lo largo de todo el circuito de control. Por ejemplo, un bloque de entrada analógica (AI) que envía una señal de estado «Malo» a la entrada de variable de proceso de un bloque de control PID tendrá su estado «Malo» propagado a la salida del bloque PID también. Cuando esa señal de salida PID “mala” llega al bloque de función de salida analógica (AO), ese bloque final sabe que no se puede confiar en la señal, porque su origen (el bloque AI) no es confiable.
Cualquier bloque de funciones que reciba la señal de salida del bloque PID también detectará el estado «Malo» y propagará ese estado a sus señales de salida. Esta «propagación de estado» garantiza que todos los bloques de funciones en un sistema de control Fieldbus estén «conscientes» del estado de los datos de entrada, de modo que una medición «mala» no resulte en decisiones de control «malas» tomadas sobre esos datos.
