虽然诊断和监测系统早已被广泛使用，但它仍存在一些缺陷。一般来说，诊断系统的应用是特定的，同时也不具备互操作性。此外，对于整个过程自动化及监测系统来说，诊断系统还是很昂贵的。传统的诊断系统要求专门的硬件来监测特定的功能。大多数监测系统缺少来自过程和仪表的实时数据，最后监测系统在与工厂内的操作、工程及商务功能的连接上还有很大的局限性。用户界面、数据库、报警等其他功能大多无法实现互操作。为解决这些问题，就需要新的诊断和监测方法以及新的结构，它必须有足够的能力处理大量用来解决问题的信息，并能区分每个问题的来源，这样就能迅速查出回路中的问题所在。 基于现场的结构，结合先进的现场诊断和控制，有效地弥补了这些缺陷，并且大大提高了经济效益。在本文中我们将叙述运用基于现场的结构进行现场诊断和控制所带来的好处。 一 基于现场的结构 基于现场的结构通过现场智能仪表的强大功能来提高工厂性能。在过去的几年里，现场仪表中计算机的功能不断增加，传感能力也在不断加强；通信能力得到空前发展，基金会现场总线使现场仪表的功能得以完善。这些因素改变了过程自动化结构和过程控制的基本概念。 当今的现场仪表集强大的功能于一身，并不局限于闭环回路控制、先进的连续控制和间断性控制，还能实施过程监测统计，无论是真正的过程偏差还是理论上的偏差，都能被检测得到。改进后的传感器能够较以前更为准确地检测整个工厂内的过程状况，这种检测是可重复的。通过检测，像漂移、偏离、噪音等信号都将一目了然，再将这些信号与过程控制信息相结合，就能更为广泛地对设备和过程状态进行检测，如传感器的使用寿命等。这些功能只有当自动化结构协调地获取和使用信息 时才能得以实现。 其他的自动化结构无法获得、使用和提供这种功能给用户。每次从现场仪表中只能获得一种信息，然后把它传送到过程控制系统用于闭合回路控制，或用于查询。它不能将诸如模式、报警、设定点变化等信息传回到现场仪表进行分析。 基于现场的结构在获得、传输和使用信息中与传统过程自动化结构有着本质的区别。第一，部分或所有数据分析是在仪表内完成的，这就减少了通信的量；第二，传感器可以获取系统无法获取的信息进行分析；第三，将这些信息与过程控制活动，如模式、点设定、装载以及其他变化结合起来，可以及时监测到设备和过程状态及性能。 二 智能现场仪表的先进诊断和控制功能 不断增加经济效益是经理和工程师最为重要的任务。过去工程师是通过优化过程控制系统来实现效益的。然而，仅仅提供更好的控制方案还不足以提高经济效益。事实上改进工厂可用率、提高工厂效益的关键在于防患于未然。 随着通信和传感技术的发展，工厂的管理方式发生了翻天覆地的变化。智能变送器、控制阀、电动机和驱动器提供的重要信息不仅包括仪表自身的状况而且包括整个过程的状况。把这些信息与先进的控制结合起来可以大大降低过程偏差，增强过程可用率。 将日常的控制功能分布到现场仪表，为过程自动化开辟了新的领域。FF基金会现场总线是唯一能够提供“在现场的控制”的通信协议。传统的做法是变送器只用来测量过程变量，控制阀仅被当作最终的控制元件。FF基金会现场总线协议使变送器和控制阀都能执行PI、PD和PID的控制运算以及模糊控制。 与传统的以4~20mA和DCS为基础的设计相比，如今的变送器和控制阀更具智能化。现场仪表不再仅仅提供简单的测量或接收PID输出信号来判断阀门的位置。新型的控制阀带有智能定位器，可以根据控制信号确定自已的状态是否符合要求。同样，变送器具有处理和传感功能，可以比过去获得更多的信息。即便传统的DCS系统也能通过4~20mA通信设备获得这些信息，但是信息分析宽带将严重降低运行的性能。 艾默生过程管理提供3种层次的诊断：设备级的诊断、回路级的诊断、操作级的诊断。 设备级的诊断注重的是确定智能设备的状态和规格。如压力变送器、温度变送器、控制阀或电磁流量计。 FF基金会现场总线设备具有几个功能块，像传感器模块、资源模块等。这都是由现场总线基金会决定的，该基金会是一个独立组织，管理基金会现场总线这一开放的通信标准。这些功能块内置于仪表内，具有先进的诊断和控制运算功能。专门实施诊断的功能块称为“先进诊断模块”(ADB)。它排在传感模块后面，并可连接到其他功能块如RB、PID、AI 和AO模块。 三 智能报警和事件管理 既能更好地利用这些技术，又能在处理信息流时不影响操作人员的日常工作，这是一大挑战。过程状况信息有时会过于泛滥，操作人员抱怨报警实在太多，他们不得不忽略掉几乎所有的报警，结果报警反而变成了一种麻烦。 由艾默生过程管理推出的智能报警功能和事件管理功能解决了这个问题。 智能现场设备、AMS设备管理软件和Delta V过程控制系统能够只将有用的报警和事件记录放入信息栏。 四 结论 在这篇文章中我们已经描述了基于现场的结构凭借现场智能化来改进工厂性能。近几年来，自动化的先进性融合了在现场设备中不断发展的计算机技术，越来越高的设备传感性能及具有功能强大的标准的通信协议的FF基金会现场总线，使现场设备在功能和价值上发生了质的飞跃，从而改变了过程自动化结构和过程控制的最初定义。