发表于:2008-12-30 13:38:38
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一、现场总线的应用将逐步推广
现场总线(fieldbus)是应用于生产现场,在现场仪表(包括变送器、执行器、记录仪,单回路调节器、可编程序控制器等)之间、现场仪表和控制设备之间实现全数字化、串行、双向、多变量数字通信的网络互连技术。它的出现,给工业控制技术领域产生了非常大的影响。
虽然现场总线国际标准IEC61158包含了FF、Profibus、ControlNet、WorldFIP、P-NET等在内的八种类型(现已增加到十种类型)的现场总线,没有实现它最初的“制定单一现场总线”的目标,同时也宣告了多种现场总线并存的局面已经形成。但与现有的DCS、PLC等相比,现场总线控制系统FCS由于具有的全数字多点通信、现场设备状态可控、开放性、互可操作并能实现分散控制等特点,仍然是石油化工行业基础自动化系统的发展趋势。
今后一段时间内,FCS的推广应用将呈现以下几个特点:
(1)FCS将与DCS共存
DCS自上个世纪七十年代问世以来,经历了发展、成熟到大规模应用几个阶段,并采用了大量先进成熟技术。DCS技术成熟,性能可靠,软件丰富,功能完善,得到了用户的信任,已经成为工业生产过程控制的主要手段。而FCS还处于发展阶段,技术本身还不太成熟,(如网络冗余性问题至今还没有得到很好的解决)可靠性尚未得到充分验证,功能还不如DCS完善。所以用户虽然关注FCS的发展但还存在疑虑,多持谨慎观望的态度。
另外,对于系统规模较小、控制对象分布比较集中的场合,以及没有扩展设备智能诊断和管理要求的场合,现场总线的优越性并不能得到充分体现,大规模更换已有的DCS设备势必造成巨大的浪费。
基于现场总线的现场智能设备管理,也曾经被作为现场总线的一个热卖点进行炒作,但对目前世界各大公司提供的设备管理产品进行认真分析之后来看,并没有什么新意。比如,设备的故障诊断就是一门复杂的科学,它需要结合机械、电子、计算机等多学科知识,建立设备的故障模型,并采集大量设备运行状态信息以后,进行详细分析,才能作出准确和有意义的判断,对设备的维护才具有真正的指导意义。但遗憾的是,目前的设备管理软件产品基本上都没有做到这一点。
总之,DCS至今已经发展得相当成熟和实用,仍是当前工业自动化系统应用及选型的主流,并不会随着FCS的出现和发展马上退出历史舞台,相反,在今后相当长一段时间内,DCS将会与FCS共存下去。
(2)现场总线与DCS相结合
将现场总线技术集成到现有控制系统中,将现场总线智能仪表连接到DCS上,利用DCS丰富而成熟的控制功能和软、硬件产品带动现场总线的推广应用。一般来讲,现场总线与传统控制系统之间的集成主要有三种途径:一是现场总线在DCS、PLC的I/O层次上的集成,现场总线设备作为I/O卡件集成在DCS、PLC中;第二是现场总线集成在DCS、PLC网络上,现场总线设备通过网关集成到DCS、PLC上,统一组态、监控与管理;第三则是独立FCS与DCS、PLC之间的信息集成,即FCS与DCS、PLC都独立工作,两者之间通过网关实现信息的映射与互访。在目前传统控制系统仍在大量使用的情况下,以上几种方法不仅可以利用DCS、PLC成熟的技术与经验,也可以发挥现场总线的优势。
同时,在现场总线推广应用的基础上,逐步完善管控一体化功能。利用现场总线的全数字通信功能,收集现场智能设备所提供的大量非控制信息,建立现场智能设备数据库,建立和完善现场智能设备的远程状态监控、故障诊断、预防维护、在线调校等远程管理功能,实现对现场设备的一体化管理与控制。
(3)多总线集成与“自动化孤岛”
现场总线国际标准IEC61158没有能够统一所有的现场总线,除了市场利益方面的因素外,由于不同的现场总线针对某一特定的应用领域而开发出来的,在技术上各有特色,所以至今还没有一种总线能够代替所有其他的现场总线。如FF、HART在连续信号的处理中具有一定的特色,而PROFIBUS、INTERBUS等在开关量信号的处理中又有一定的优势。
因此,今后一段时间内,无论何种形式的基础自动化控制系统,都将具备多种现场总线互联与信息集成能力。
(4)以太网现场总线
随着互联网技术的发展与普及,以太网具有应用广泛、成本低廉、通信速率高、软硬件资源丰富、可持续发展潜力大等特点,正从商用通信领域逐步渗透到控制领域,并广泛应用于工业企业的控制层、管理层设备间的通信。