談如何解決現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題.doc

1、中國(guó)石油大學(xué)（華東)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)題 目：談如何解決現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題 學(xué)習(xí)中心：重慶信息工程專修學(xué)院奧鵬學(xué)習(xí)中心年級(jí)專業(yè)：0409級(jí)電氣工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名:曹 曉 豐 學(xué) 號(hào)： 0451480010 指導(dǎo)教師：韓 亞 軍 職 稱: 講 師 導(dǎo)師單位: 重 慶 信 息 工 程 專 修 學(xué) 院 中國(guó)石油大學(xué)（華東)遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院論文完成時(shí)間: 2007 年 12 月 25 日中國(guó)石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書發(fā)給學(xué)員 曹 曉 豐 1設(shè)計(jì)（論文）題目： 談如何解決現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題 2學(xué)生完成設(shè)計(jì)(論文)期限： 年 月 日至 年 月

2、 日3設(shè)計(jì)(論文)課題要求：利用說學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題;通過畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的理解,并實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí).如有不熟悉的知識(shí)點(diǎn)，向指導(dǎo)老師請(qǐng)教.4實(shí)驗(yàn)（上機(jī)、調(diào)研）部分要求內(nèi)容：在學(xué)校規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí),理論與實(shí)踐想結(jié)合，到相關(guān)場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)勘察，從實(shí)際出發(fā)解決現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用問題。 5文獻(xiàn)查閱要求:充分利用課余時(shí)間到圖書館查閱相關(guān)課程設(shè)計(jì)資料或上網(wǎng)查找與論題相關(guān)的電子圖書、電子期刊等資料，特別是專業(yè)文獻(xiàn)和科技期刊；確保題材與設(shè)計(jì)的內(nèi)容相符，并能緊跟當(dāng)今科技的發(fā)展趨勢(shì).6發(fā) 出 日 期: 年 月 日 7學(xué)員完成日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽

3、名： 學(xué) 生 簽 名: 曹曉豐 摘 要 現(xiàn)場(chǎng)總線的開發(fā)與發(fā)展代表了自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一種前沿實(shí)力，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的深度開發(fā)及完善也成為了當(dāng)今市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)及一國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一?，F(xiàn)場(chǎng)總線固然有很多的優(yōu)點(diǎn)，而且已日益受到人們的重視，有的已開始應(yīng)用，但是在實(shí)際應(yīng)用中還有許多應(yīng)該注意的問題。在應(yīng)用中，現(xiàn)場(chǎng)總線的開放性、互聯(lián)性及互操作性也決定了與之俱來的不可避免的安全等諸多問題。本文將在簡(jiǎn)要描述現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ),緊扣系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用性等，介紹現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)及目前較為流行的有實(shí)力的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的現(xiàn)狀的同時(shí)解決一些在實(shí)際應(yīng)用中遇到的一些問題并予以解決

4、，最后闡述現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展趨勢(shì)與技術(shù)展望。關(guān)鍵詞:現(xiàn)場(chǎng)總線 問題 應(yīng)用及解決方法 目 錄摘 要i目 錄ii第1章 前言11.1 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的概念11。2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn)及現(xiàn)狀21.3 應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)存在的問題41。3。1 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線在應(yīng)用的分析41。3。2 在工程方面的問題51。3.3 調(diào)試與運(yùn)行方面的問題51.3。4 技術(shù)方面的問題51.3。5 總體上的問題61.3。6 開發(fā)推廣的問題71。3.7 瓶頸問題71.4 通過實(shí)踐來解決應(yīng)用中的問題71.4。1 解決總線選擇問題71.4.2 系統(tǒng)集成商選擇問題81。4.3 降低工程費(fèi)用問題81。4。4 解決瓶頸問題91。5 下一步現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用

5、的熱點(diǎn)91.6 智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表的開發(fā)和應(yīng)用情況111。7 應(yīng)注意的幾個(gè)問題121.7。1 現(xiàn)場(chǎng)總線噪音問題121。7。2 冗余問題121。7。3 維修成本較高131.7.4 對(duì)機(jī)組保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮13第2章 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠中的應(yīng)用142.1 電廠生產(chǎn)過程的控制特點(diǎn)142。2 應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠中存在的問題142.3 電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的對(duì)策162。3.1 搞清利弊和投資估算182。3.2 明確條件182。3。3 努力使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的總線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一182。3。4 合理調(diào)整費(fèi)用192。3.5 提高業(yè)務(wù)與技術(shù)水平192。3。6 大家憂慮的現(xiàn)場(chǎng)總線的冗余問題202.3。7 電廠現(xiàn)場(chǎng)總線的選擇21

6、2。3.8 對(duì)控制電廠SIS投資的一些不成熟的看法22第3章 結(jié) 論24致 謝25參考資料26第1章 前言1。1 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的概念在企業(yè)信息化的建設(shè)過程中，越來越多的專家、學(xué)者和電力工程設(shè)計(jì)人員意識(shí)到推動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用的重要性和迫切性,已有許多論文提出了基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的控制系統(tǒng)在企業(yè)的應(yīng)用設(shè)想和建議。但到目前為止,在國(guó)內(nèi)已建和在建電廠中，真正意義上的全面和系統(tǒng)地應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的實(shí)例還未見報(bào)道,見諸于文獻(xiàn)的還只是局部的試點(diǎn)應(yīng)用。大家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)代表了未來電廠自動(dòng)化的發(fā)展方向均持肯定和積極的態(tài)度,但為什么在工程設(shè)計(jì)中卻又難以進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用呢？根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC61158

7、標(biāo)準(zhǔn)的定義:安裝在制造或生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線.由現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備組成的控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)。而衡量一個(gè)控制系統(tǒng)是否為真正的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS有三個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，即：核心、基礎(chǔ)和本質(zhì)。FCS的核心是總線協(xié)議，只有遵循現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的控制系統(tǒng),才能稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)；FCS的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)儀表，它是FCS的硬件支撐；FCS的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化,這是FCS的系統(tǒng)效能體現(xiàn)。從上述定義可以看出，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是一種全計(jì)算機(jī)、全數(shù)字、雙向通信的新型

8、控制系統(tǒng)。它與DCS的本質(zhì)差異在于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)了控制裝置與現(xiàn)場(chǎng)裝置的雙向通信,消除了生產(chǎn)過程監(jiān)控的信息“盲點(diǎn)”.可以說，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是工廠信息化管理的基礎(chǔ)。它不僅是一個(gè)基層網(wǎng)絡(luò)，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統(tǒng)。這項(xiàng)以智能傳感、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)，已經(jīng)受到世界范圍的關(guān)注，成為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn),并將導(dǎo)致自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備的深刻變革.國(guó)際上許多實(shí)力、有影響的公司都先后在不同程度上進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與產(chǎn)品的開發(fā)。1.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn)及現(xiàn)狀CPU技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了現(xiàn)場(chǎng)儀表和裝置的數(shù)字化革命，也使得現(xiàn)場(chǎng)儀表和裝置之間的數(shù)字通

9、訊成為可能.數(shù)字化、智能化的現(xiàn)場(chǎng)儀表和裝置（如傳感器、執(zhí)行器等)不僅僅是替代了420 mA模擬系統(tǒng)，更主要的是可以在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)控制功能和設(shè)備管理功能，而且有了數(shù)字通訊，在控制室可以獲得現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的諸多信息,如診斷、量程、組態(tài)和標(biāo)識(shí)等?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn),使得原來需要大量電纜進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)連接的眾多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)可通過一根網(wǎng)絡(luò)電纜來傳輸，可以顯著減少電纜的使用量及降低相關(guān)的材料和安裝費(fèi)用?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)就是要為用戶提供開放的、具有可互操作性、可互換性和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量和控制產(chǎn)品，克服傳統(tǒng)DCS和PLC等含有專利性技術(shù)的控制系統(tǒng)所帶來的封閉性問題,擇優(yōu)選擇不同公司的產(chǎn)品,集成最佳的生產(chǎn)過程控制

10、系統(tǒng)，降低工程項(xiàng)目的建造和運(yùn)營(yíng)成本，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力.綜合有關(guān)資料的論述，同傳統(tǒng)DCS和PLC控制系統(tǒng)相比,以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為了基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)FCS的優(yōu)越性概括起來有以下幾方面：(1） 互操作性(2） 分散性（3） 可靠性（4) 精確性（5） 開放性（6） 經(jīng)濟(jì)性 （7) 可維護(hù)性。這些特點(diǎn)和優(yōu)越性在相關(guān)的文獻(xiàn)中有詳細(xì)的闡述，在此不再贅述。既然有這么多的好處，我們?yōu)槭裁床环e極使用呢？這就又引出了現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線自身的局限性問題。首先,現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)的結(jié)果就是1999年底IEC TC65（負(fù)責(zé)工業(yè)測(cè)量和控制的第65標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）通過了 8種類型的現(xiàn)場(chǎng)總線作為IEC61158國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

11、。2001年8月經(jīng)過修訂制定出10種類型的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)（第三版)，分別為:Type 1 TS61158現(xiàn)場(chǎng)總線Type 2 Control Net 和Ethernet/IP現(xiàn)場(chǎng)總線Type 3 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線Type 4 PNet現(xiàn)場(chǎng)總線Type 5 FF HSE現(xiàn)場(chǎng)總線Type 6 Swift Net現(xiàn)場(chǎng)總線Type 7 WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線Type 8 Interbus現(xiàn)場(chǎng)總線Type 9 FF H1 現(xiàn)場(chǎng)總線Type 10 PROFInet現(xiàn)場(chǎng)總線（2003年4月成為正式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）除了上述10種標(biāo)準(zhǔn)之外，還有IEC TC17B通過的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)SDS（Smart Distr

12、ibuted System）、ASI（Actuator Sensor Interface)和DeviceNet，以及ISO11898的CAN協(xié)議，還有一些歐洲標(biāo)準(zhǔn).這么多的標(biāo)準(zhǔn)給用戶應(yīng)用帶來了很大的困惑，也就導(dǎo)致了沒有事實(shí)上的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)椴煌默F(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之間是不能夠直接進(jìn)行互連和通訊的.其次，上述各種現(xiàn)場(chǎng)總線是針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)的，現(xiàn)場(chǎng)總線自身存在著應(yīng)用領(lǐng)域的局限性。在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域，離散邏輯控制處于主導(dǎo)地位，因?yàn)楣S自動(dòng)化含有快速移動(dòng)的機(jī)械,同較慢的過程自動(dòng)化相比，要有更快的響應(yīng)。適用于這類場(chǎng)合的現(xiàn)場(chǎng)總線類型有DeviceNet、 ControlNet、Profibus（DP及F

13、MS應(yīng)用行規(guī))、以及Interbus、ASI（ASInterface)。在過程自動(dòng)化領(lǐng)域，連續(xù)的調(diào)節(jié)性控制占支配地位,但也包含離散或開關(guān)量控制。適用于這類場(chǎng)合的現(xiàn)場(chǎng)總線類型有Foundation Fieldbus， ProfibusPA、WorldFIP等。1。3 應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)存在的問題1。3.1 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線在應(yīng)用的分析信號(hào)傳輸數(shù)字化是所有現(xiàn)場(chǎng)總線的基本特點(diǎn),它使系統(tǒng)精度提高；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息增加幾十倍，可用于自診斷、系統(tǒng)調(diào)試和管理，提高系統(tǒng)的有效性；同一電纜掛接多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,可節(jié)省電纜70%90及施工量。但節(jié)省電纜只不過是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)表層的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)镈CSPLC遠(yuǎn)程IO也可達(dá)到類似效果,而

14、從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲得豐富的信息才是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)獨(dú)有的本質(zhì)優(yōu)越性。標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一開放是所有現(xiàn)場(chǎng)總線必需的特點(diǎn)，也是它與許多原來專有的通信總線的關(guān)鍵區(qū)別之一。它給用戶帶來的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是打破了個(gè)別廠商的壟斷，給技術(shù)以強(qiáng)大的支持群體，促進(jìn)公平競(jìng)爭(zhēng),促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。DCS只做到操作站以上開放,控制層不可能開放,而FCS則做到系統(tǒng)從上到下全開放.不同總線開放的程度和難度都有所區(qū)別，簡(jiǎn)單的IO總線開放的難度較低，而控制用的系統(tǒng)總線的開放互操作就很難.控制徹底分散是現(xiàn)場(chǎng)總線具有的突出特點(diǎn)。它給用戶帶來的實(shí)質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是由高度智能的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備來分散完成DCS控制器的功能，弱化甚至省去了集中控制器的層次，可降低設(shè)備費(fèi)用,使控制風(fēng)險(xiǎn)徹底分

15、散，提高系統(tǒng)控制的自治性和可靠性.當(dāng)然,現(xiàn)場(chǎng)總線也有難以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)合。在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，包括DCSPLC在內(nèi)的許多控制系統(tǒng)和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)與現(xiàn)場(chǎng)總線共存，這和DCS出現(xiàn)后乃至今天許多原有控制設(shè)備依然存在的局面相似。目前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用已取得很大進(jìn)展,但也存在一些問題，制約了其推廣.1.3。2 在工程方面的問題在工程應(yīng)用方面,工程投資比較大.雖然各種現(xiàn)場(chǎng)總線都把節(jié)省費(fèi)用當(dāng)成自己的主要優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中現(xiàn)場(chǎng)總線的投資比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)要大.一是試用的系統(tǒng)規(guī)模太?。欢窃囉玫南到y(tǒng)并不分散或者是利用原有布線的改造項(xiàng)目，因此無法充分發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)省電纜的優(yōu)勢(shì)。1。3.3 調(diào)試與運(yùn)行方面的問題其次，調(diào)

16、試和運(yùn)行比較難。由于現(xiàn)階段熟練掌握現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用技術(shù)和開發(fā)技術(shù)的人才少,企業(yè)在調(diào)試和運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到困難。因此,企業(yè)在選擇系統(tǒng)集成商時(shí),應(yīng)選擇技術(shù)力量比較強(qiáng),比較有經(jīng)驗(yàn)的單位.再者，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比優(yōu)點(diǎn)不明顯.以智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，其優(yōu)點(diǎn)不僅在于控制方面，更多的在于自診斷、自校正等自動(dòng)管理方面。1.3。4 技術(shù)方面的問題在技術(shù)方面，當(dāng)總線切斷時(shí)，系統(tǒng)有可能產(chǎn)生不可預(yù)知的后果，用戶希望這時(shí)系統(tǒng)的效能可以降低,但不能崩潰，這一點(diǎn)目前許多現(xiàn)場(chǎng)總線不能保證；現(xiàn)有的防爆規(guī)定限制了總線長(zhǎng)度和總線上所掛設(shè)備的數(shù)量，也就限制了現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)省電纜優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮;系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)過分復(fù)雜，不

17、容易掌握。但組態(tài)參數(shù)設(shè)定得好壞，對(duì)系統(tǒng)性能影響很大。在應(yīng)用中，現(xiàn)場(chǎng)總線的開放、互聯(lián)性及互操作性決定了與之俱來的不可避免的安全問題。外部網(wǎng)是一個(gè)由現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化系統(tǒng)，是和企業(yè)的Intranet緊密結(jié)合在一起的，存在著與Internet普通應(yīng)用相同的種種威脅，包括竊聽、盜取資料、非法獲取控制權(quán)、進(jìn)行破壞、阻礙通信等。要解決這些問題，必須建立起一套適合企業(yè)的針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的安全策略。在Intranet內(nèi)部,人們?nèi)菀追潘删?由于現(xiàn)場(chǎng)總線多應(yīng)用于化工、電氣及樓宇自動(dòng)化控制中,這些場(chǎng)合都要求系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行,因此現(xiàn)場(chǎng)總線可能受到的攻擊時(shí)間與普通應(yīng)用相比長(zhǎng)得多。基于安全情況，可以考慮將各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)得較

18、為獨(dú)立,使一個(gè)子系統(tǒng)受到破壞不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng);采用通信控制器將總線與以太網(wǎng)相聯(lián)，改善通信控制器的功能，可以起到一定程度的安全防范作用，包括拒絕非法訪問,危險(xiǎn)時(shí)將總線與以太網(wǎng)隔離等;進(jìn)行合理的冗余設(shè)計(jì),以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性.1。3。5 總體上的問題“說"的人和“聽”的人多，“用"的人少現(xiàn)在每年舉辦的現(xiàn)場(chǎng)總線講座、刊登的現(xiàn)場(chǎng)總線文章量很大，聽眾和讀者也很多。問題是用現(xiàn)場(chǎng)總線的人還不夠多，主要原因可能是關(guān)心現(xiàn)場(chǎng)總線的以技術(shù)人員為多，有決策權(quán)的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線“聽”和“讀”還不夠多。下一步可能需要加強(qiáng)對(duì)企業(yè)決策者的宣傳。初步了解現(xiàn)場(chǎng)總線的人多，熟練掌握應(yīng)用技術(shù)和開發(fā)技術(shù)的人才少“

19、聽”過，“讀”過現(xiàn)場(chǎng)總線的人多了,議論現(xiàn)場(chǎng)總線的人也多了，但是由于真正做過現(xiàn)場(chǎng)總線工作的人少，因此在現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品應(yīng)用、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成、現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品開發(fā)方面都顯得人才匱乏?？磥砥髽I(yè)有必要加強(qiáng)對(duì)自己技術(shù)人員的培養(yǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)總線種類很多，不知道到底哪種好一些企業(yè)下決心要提高自動(dòng)控制裝備的技術(shù)水平,準(zhǔn)備上現(xiàn)場(chǎng)總線.但是面對(duì)如此眾多的現(xiàn)場(chǎng)總線,以及各種現(xiàn)場(chǎng)總線之間的相互攻擊宣傳，企業(yè)無法決定到底選哪一種現(xiàn)場(chǎng)總線.我們認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)總線在中國(guó)作為一種新興技術(shù)，對(duì)各種具體的現(xiàn)場(chǎng)總線具有一榮俱榮、一毀俱毀的效果。各種現(xiàn)場(chǎng)總線之間的相互攻擊對(duì)自身也是有殺傷力的。在開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)總線時(shí),應(yīng)根據(jù)所針對(duì)的服務(wù)對(duì)象來選擇現(xiàn)場(chǎng)總線。前

20、幾年，我們一般是根據(jù)得到技術(shù)資料、開發(fā)工具的難易的程度來選擇現(xiàn)場(chǎng)總線,因此導(dǎo)致國(guó)內(nèi)很多單位集中開發(fā)某種現(xiàn)場(chǎng)總線.現(xiàn)在資料、工具都比較容易獲得，而且現(xiàn)場(chǎng)總線的核心通信棧的使用許可也比較容易解決,已經(jīng)到了按應(yīng)用來選擇現(xiàn)場(chǎng)總線的時(shí)候.根據(jù)各方面了解的情況，采取購(gòu)習(xí)成熟的現(xiàn)場(chǎng)總線通信使用許可,是保證開發(fā)質(zhì)量和產(chǎn)品可互操作性的捷徑。1。3.6 開發(fā)推廣的問題開發(fā)的難度遠(yuǎn)比預(yù)料的大 所需的人力、物力、時(shí)間和經(jīng)費(fèi)遠(yuǎn)比預(yù)料的多.許多企業(yè)一開始僅僅把現(xiàn)場(chǎng)總線看成是通信問題，現(xiàn)場(chǎng)的企業(yè)一般都有幾個(gè)搞過計(jì)算機(jī)通信的問題，現(xiàn)在的企業(yè)一般都有幾個(gè)搞過計(jì)算機(jī)通信的技術(shù)人員，因此把問題看得很簡(jiǎn)單.實(shí)際上現(xiàn)場(chǎng)總線是特定的現(xiàn)場(chǎng)

21、應(yīng)用技術(shù)與計(jì)算機(jī)通信技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，單靠計(jì)算機(jī)通信技術(shù)人員還不足以完成開發(fā)。在投入開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品時(shí),還必須考慮到現(xiàn)場(chǎng)總線是正在發(fā)展中的技術(shù),只有持續(xù)的投入才會(huì)有所收獲.在有足夠資金支持時(shí)，采用購(gòu)買通信棧使用許可的方法，是早出成果的捷徑.推廣應(yīng)用所要做的工作過于繁鎖 由于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)比較新和技術(shù)本身的復(fù)雜性，推廣應(yīng)用中會(huì)遇到許多意想不到問題，這一點(diǎn)連國(guó)外大公司的產(chǎn)品在我國(guó)推廣時(shí)也不例外.1.3。7 瓶頸問題雖然現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展非常詞，但是從眾多用戶的反映中發(fā)現(xiàn)有三個(gè)瓶頸阻礙應(yīng)用面的擴(kuò)大.當(dāng)總線切斷時(shí)，系統(tǒng)有可能產(chǎn)生不可預(yù)知的后果 用戶希望，這時(shí)系統(tǒng)的效能可以降低，但不能崩潰，這一點(diǎn)目前許

22、多現(xiàn)場(chǎng)總線不能保證.在本安防爆應(yīng)用中，現(xiàn)有的防爆規(guī)定限制總線的長(zhǎng)度和總線上所掛設(shè)備的數(shù)量 這就是限制了現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)省線纜優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮.系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)過分復(fù)雜 現(xiàn)場(chǎng)總線的組態(tài)參數(shù)很多，不容易掌握，但組態(tài)參數(shù)設(shè)定得好壞,對(duì)系統(tǒng)性能影響很大。1。4 通過實(shí)踐來解決應(yīng)用中的問題1。4。1 解決總線選擇問題每種現(xiàn)場(chǎng)總線都有自己最適合的應(yīng)用領(lǐng)域，如果能根據(jù)應(yīng)用對(duì)象，將不同層次的現(xiàn)場(chǎng)總線組合使用，使系統(tǒng)的各部分都選擇最合適的現(xiàn)場(chǎng)總線，這樣既能充分展現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)越性,又能有效地降低成本.要搞現(xiàn)場(chǎng)總線的組合應(yīng)用,就必須直接了解各種現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)細(xì)節(jié)和它們的最新發(fā)展,以便在組合應(yīng)用中揚(yáng)長(zhǎng)避短?，F(xiàn)場(chǎng)總線并不是為解決傳統(tǒng)

23、控制系統(tǒng)不能解決的問題而出現(xiàn)的.它的主要優(yōu)點(diǎn)是更靈活、更開放,并為采用新型的系統(tǒng)維護(hù)方式和企業(yè)管理模式提供了可能。因此在以價(jià)格作為首選條件的場(chǎng)合，系統(tǒng)規(guī)模較小、控制對(duì)象分布比較集中的場(chǎng)合,以及沒有擴(kuò)展設(shè)備智能診斷和管理要求的場(chǎng)合，現(xiàn)場(chǎng)總線并不一定是最佳選擇.1.4.2 系統(tǒng)集成商選擇問題由于現(xiàn)階段大多數(shù)企業(yè)都缺乏現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此慎重地選擇有經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)提供商和系統(tǒng)集成商非常重要。應(yīng)該選能提供多種現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品的供應(yīng)商,有多種現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)，尤其是有現(xiàn)場(chǎng)總線組合系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)的服務(wù)商；系統(tǒng)集成商要有現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)布局設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)功能組態(tài)的經(jīng)驗(yàn)。現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)布局時(shí)，不僅要考慮

24、各現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)的距離，還要考慮現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)之間的功能關(guān)系、信息在網(wǎng)絡(luò)上的流動(dòng)情況等。由于智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表的功能很強(qiáng)，因此許多儀表會(huì)有同樣的功能塊，組態(tài)時(shí)選哪個(gè)功能塊是要仔細(xì)考慮的:要使網(wǎng)絡(luò)上的信息流動(dòng)最小化。同時(shí)通信參數(shù)的組態(tài)也很重要，要在系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與網(wǎng)絡(luò)效率之間做好平衡；系統(tǒng)集成商還要有足夠的智能儀表系統(tǒng)的調(diào)試技巧和經(jīng)驗(yàn)。大量的智能儀表為系統(tǒng)調(diào)試提供了許多方便，充分利用儀表的智能功能可以高效地完成復(fù)雜的調(diào)試.這需要系統(tǒng)集成者對(duì)智能儀表的功能非常熟，并掌握一定的調(diào)試技巧。1。4.3 降低工程費(fèi)用問題現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在一定條件下才能展現(xiàn)顯著降低工程費(fèi)用的特點(diǎn)，這些條件在許多應(yīng)用中并不具備。但是我們還是可以想

25、一些辦法降低成本?，F(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)成本高的重點(diǎn)是智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表價(jià)格高。如果少用一點(diǎn)，尤其是盡可能少用個(gè)別價(jià)格特別昂貴的特殊智能儀表,將可以大大降低工程費(fèi)用。不同形式的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用方式會(huì)有不同的價(jià)格表現(xiàn)。采用遠(yuǎn)程I/O方式、現(xiàn)場(chǎng)PLC方式、現(xiàn)場(chǎng)IPC方式或采用現(xiàn)場(chǎng)總線組合應(yīng)用方式都可以有效地降低工程費(fèi)用。一些技術(shù)人員認(rèn)為，不采用現(xiàn)場(chǎng)智能儀表和現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備,就不是純粹的現(xiàn)場(chǎng)總線。應(yīng)該看到，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是可以降低系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)成本，因此如果我們能夠降低成本，為什么非要追求現(xiàn)場(chǎng)總線的純粹性呢？我們認(rèn)為多種現(xiàn)場(chǎng)總線組合、智能儀表與傳統(tǒng)模擬儀表組合的混合系統(tǒng)（典型代表是DeltaV系統(tǒng))將會(huì)長(zhǎng)

26、期存在。發(fā)展混合系統(tǒng)是推廣現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的必要步驟。1.4.4 解決瓶頸問題大力推進(jìn)對(duì)FISCO3技術(shù)和低功耗技術(shù)的研究和推廣，可以解決現(xiàn)場(chǎng)總線的本安防爆瓶頸。FISCO技術(shù)基本解決了線纜長(zhǎng)度問題,同時(shí)將掛接的現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)量擴(kuò)展到10臺(tái)。但實(shí)際是否能接10臺(tái)儀表,還要看現(xiàn)場(chǎng)儀表的功耗是否低到規(guī)定值.現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)軟件開發(fā)者應(yīng)盡快提供智能化組態(tài)軟件。目前的組態(tài)軟件提供了一系統(tǒng)缺省參數(shù)設(shè)置,這種設(shè)置對(duì)許多場(chǎng)合都是可以用的。但是當(dāng)調(diào)整了部分參數(shù)后,另一些參數(shù)需要做相應(yīng)的變化;這項(xiàng)工作應(yīng)該可以自動(dòng)化，不過目前還是由人憑經(jīng)驗(yàn)來做。對(duì)于有高可靠性要求的場(chǎng)合,目前往往采用雙機(jī)雙網(wǎng)絡(luò)熱備份的方式冗余技術(shù)的研究,以避

27、免斷線引起的系統(tǒng)崩潰?，F(xiàn)在已經(jīng)有國(guó)內(nèi)企業(yè)在考慮開發(fā)一種應(yīng)用技術(shù)來解決這個(gè)問題。1.5 下一步現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的熱點(diǎn)由于Ethernet技術(shù)的快速發(fā)展，Ethernet介入控制已經(jīng)成為事實(shí)4。有一些人認(rèn)為Ethernet將會(huì)取代現(xiàn)場(chǎng)總線。我們認(rèn)為它并不會(huì)馬上取代將會(huì)取代現(xiàn)場(chǎng)總線。我們認(rèn)為它并不會(huì)馬上取代全部現(xiàn)場(chǎng)總線,因?yàn)樗鼈冎g還是有許多不同.表1列出IEC 61158.2的H1系列總線與Ethernet物理層的對(duì)比，可見Ethernet目前還難以解決兩者之間的差異.而且Ethernet最有競(jìng)爭(zhēng)力的特點(diǎn)是價(jià)格低廉，如果Ethernet最終解決了現(xiàn)場(chǎng)總線的全部問題，那么它還價(jià)廉嗎？對(duì)于已經(jīng)非常價(jià)廉、乘

28、法的AS-I、SDS等現(xiàn)場(chǎng)總線，有必要去取代它們嗎?所以我們認(rèn)為整合了Ethernet和TCP/IP技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線是今后發(fā)展的主流體系和應(yīng)用熱點(diǎn)。Ethernet在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用需要解決實(shí)時(shí)性問題、可互操作問題,與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的結(jié)合是解決上述問題的途徑之一。如何整合Ethernet與現(xiàn)場(chǎng)總線,對(duì)各種現(xiàn)場(chǎng)總線的未來命運(yùn)是至關(guān)重要的，因此各種現(xiàn)場(chǎng)總線在整合的方法上展開了激烈的爭(zhēng)奪，成為當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前現(xiàn)場(chǎng)總線正在開發(fā)與Ethernet、TCP/IP結(jié)合的技術(shù)有：ControlNet、DeviceNet和Ethernet/IP聯(lián)合推出CIP（Control and Information

29、 Protocol）；Foundation Fieldbus推出HSE(High Speed Ethernet)；Profibus推出ProfiNet；還有一些現(xiàn)場(chǎng)總線本身就是與Ethernet功能接近的LAN（局域網(wǎng)），因此它們不經(jīng)過Ethernet而直接與TCP/IP推出WorldFIP推出WorldFIP TCP/IP。Ethernet與現(xiàn)場(chǎng)總線整合的方案分三種即：包裹法、網(wǎng)關(guān)和代理服務(wù)器法和重建法。包裹法 典型代表是CIP、HSE和ModbusTCP/IP。整合的方法是:將幾科保持原樣的現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文作為“用戶數(shù)據(jù)”嵌入TCP/UDP的數(shù)據(jù)幀,然后在Ethernet上發(fā)送.其優(yōu)點(diǎn)是不需要

30、花時(shí)間一切新的規(guī)范，有得向下兼容，不同現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)可以同時(shí)傳輸。缺點(diǎn)是報(bào)文的效率低，更適合傳送長(zhǎng)數(shù)據(jù)。例如CIP就是將ControlNet、DeviceNet和Ethernet/IP報(bào)文加上表示是哪一種現(xiàn)場(chǎng)總線的報(bào)文經(jīng)常很短,因此常常需要填入無效內(nèi)容，降低報(bào)文效率。InterBurs采用反向包裹法。它是將TCP/IP數(shù)據(jù)幀嵌入InterBus報(bào)文.由于InterBus報(bào)文短，TCP/IP數(shù)據(jù)幀被拆開傳送。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：InterBus設(shè)備可以不受影響地用在現(xiàn)場(chǎng),正常運(yùn)行時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)總線短報(bào)文信息傳輸效率大大提高。需要拆開傳送的長(zhǎng)報(bào)文主要用于傳送程序和組態(tài)信息，這種傳送出現(xiàn)的幾率稍低，而且對(duì)實(shí)時(shí)

31、性的要求也低。網(wǎng)關(guān)和代理服務(wù)器法 網(wǎng)關(guān)和代理服務(wù)器法是傳統(tǒng)的跨協(xié)議轉(zhuǎn)換方法，在現(xiàn)場(chǎng)總線領(lǐng)域中的典型代表是ProfiNet。事例的方法是通過網(wǎng)關(guān)或代理服務(wù)器進(jìn)行Ethernet與現(xiàn)場(chǎng)總線的信息轉(zhuǎn)換.優(yōu)點(diǎn)是已經(jīng)在用的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備可以不受限制地用下去。缺點(diǎn)是不同現(xiàn)場(chǎng)總線同時(shí)使用時(shí)系統(tǒng)組態(tài)很復(fù)雜,實(shí)時(shí)性受到一定影響。重建法 就是拋棄已有現(xiàn)場(chǎng)總線,為Ethernet建新的實(shí)時(shí)通信用戶層，從而建立以Ethernet為基礎(chǔ)的全新現(xiàn)場(chǎng)總線。典型代表是：IDA（Interface for Distributed Automation）。我們都知道現(xiàn)場(chǎng)總線前一輪的熱點(diǎn)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，最后Profibus與FF鷸蚌相爭(zhēng)

32、的結(jié)果是其它現(xiàn)場(chǎng)總線漁翁得利，產(chǎn)生了包括8種現(xiàn)場(chǎng)總線的IEC標(biāo)準(zhǔn)。這一輪沒有贏家。下輪的熱點(diǎn)將是Ethernet用戶層之爭(zhēng)，信在Ethernet的用戶層或Ethernet的整合方式上搶得先機(jī)，誰就將在今后的競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)。1.6 智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表的開發(fā)和應(yīng)用情況由于無法完全自主地選擇現(xiàn)場(chǎng)總線,只能按技術(shù)資料的開放程序,得到開發(fā)工具的難易程序和成本來選擇現(xiàn)場(chǎng)總線。因此“九五”科技攻關(guān)計(jì)劃決定對(duì)HART和FF進(jìn)行攻關(guān)，十多家單位參加三個(gè)項(xiàng)目的攻關(guān)。現(xiàn)在“九五”攻關(guān)項(xiàng)目已經(jīng)完成驗(yàn)收.其中浙江大學(xué)承擔(dān)的項(xiàng)目獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。中科院沈陽自動(dòng)化所和聯(lián)合攻關(guān)集團(tuán)（由上海自動(dòng)化儀表股份公司、重慶四聯(lián)集團(tuán)

33、有限責(zé)任公司、西安儀表有限責(zé)任公司、北京華控技術(shù)有限責(zé)任公司、重慶自動(dòng)化儀表研究所和上海工業(yè)自動(dòng)化儀表所組成）開發(fā)的FF通信棧分別通過了FF的一致性認(rèn)證。聯(lián)合攻關(guān)集團(tuán)開發(fā)了40余種基型現(xiàn)場(chǎng)總線智能化儀表。其中基于HART的智能化儀表已經(jīng)投入指生產(chǎn).用上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所開發(fā)的智能圓卡生產(chǎn)的智能電容式變送器WT-2000型已經(jīng)通過HART基金會(huì)的認(rèn)證和DDL注冊(cè).北京華控技術(shù)有限責(zé)任公司的智能溫度變送器也通過 了HART基金會(huì)的認(rèn)證.國(guó)內(nèi)成立了HART儀表登記辦公室，對(duì)國(guó)產(chǎn)HART儀表進(jìn)行登錄。已經(jīng)有一批產(chǎn)品做了登錄.許多采用LonWorks技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)在樓宇自動(dòng)化工程和環(huán)保工程中投入使用

34、。采用Profibus、LonWorks和DeviceNet的電器設(shè)備完成開發(fā)，即將投入使用。目前的應(yīng)用情況是:儀表正常運(yùn)行時(shí)用到的智能功能并不多，智能儀表的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在性能穩(wěn)定，精度高。在系統(tǒng)安裝調(diào)試和周期性維護(hù)中智能儀表的智能功能已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性,用戶對(duì)國(guó)產(chǎn)智能儀表的接受程度大大提高。現(xiàn)價(jià)段智能儀表最大的受益者是現(xiàn)場(chǎng)儀表生產(chǎn)企業(yè).儀表廠普遍感到智能儀表改善了儀表的性能，提高了生產(chǎn)效率，彌補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)傳感器的缺陷，降低了部件的廢品率，減少了生產(chǎn)消耗。存在的問題是：由于智能化儀表的穩(wěn)定性、分辨率大大提高，能夠洞悉傳感器、執(zhí)行器提出了更高的要求，這些要求目前還不能完全滿足；智能化儀表的銷售、

35、培訓(xùn)、宣傳服務(wù)很不夠，許多智能儀表在用戶處沒有充分發(fā)揮作用.1。7 應(yīng)注意的幾個(gè)問題1.7。1 現(xiàn)場(chǎng)總線噪音問題現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用必然涉及到系統(tǒng)噪音問題，由于所有的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完全連接到現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，連接處必然使用TAP接頭，這種接頭長(zhǎng)期處于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為惡劣的地方,就會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)噪音的現(xiàn)象，繼而出現(xiàn)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接錯(cuò)誤的報(bào)警，所以現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)生條件,現(xiàn)場(chǎng)的振動(dòng)條件都有嚴(yán)格的要求。接頭每次停機(jī)都要進(jìn)行檢查，但是并不是檢查后就可以完全消除噪音。 1.7.2 冗余問題現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)思想，低速部分是不要冗余的,因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)分散了危險(xiǎn)，現(xiàn)場(chǎng)儀表在現(xiàn)場(chǎng)可以自成調(diào)節(jié)回路而實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)。雖然是這樣，但是由于沒

36、有冗余功能，所以一旦總線故障，雖然可以完全依靠就地來完成功能調(diào)節(jié)，卻無法讓運(yùn)行人員監(jiān)視到全系統(tǒng)運(yùn)行狀況，按照熱控的檢修標(biāo)準(zhǔn)在控制系統(tǒng)機(jī)組主要運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視就應(yīng)該停止機(jī)組運(yùn)行，所以要想達(dá)到安全的目的，冗余設(shè)計(jì)是很有必要的。1.7.3 維修成本較高 如果在以往的DCS系統(tǒng)改為有現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的DCS系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備需要全部更換,以便適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線的需要,現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備承擔(dān)的調(diào)節(jié)功能增加也會(huì)使其造價(jià)的成本增加，同樣維修中，如果更換一樣儀表都會(huì)有很昂貴的費(fèi)用.減低這種費(fèi)用就要選擇信譽(yù)較好的廠家,使用其設(shè)備，如果設(shè)備的性能好，對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，同樣可以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的效果，改善設(shè)備運(yùn)行性能。1.7。4 對(duì)機(jī)

37、組保護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮比如說在電廠中,熱控最重要的是對(duì)熱控保護(hù)的嚴(yán)格設(shè)計(jì)，防止保護(hù)不發(fā)生誤動(dòng)同時(shí)也要保證保護(hù)不發(fā)生拒動(dòng)，要求在控制系統(tǒng)的IO卡件以及設(shè)備上要求采用三取二的要求：如汽包水位變送器設(shè)計(jì)、爐膛負(fù)壓的設(shè)計(jì)在DCS上要求現(xiàn)場(chǎng)的三個(gè)設(shè)備分別進(jìn)入三個(gè)不相同的IO卡件當(dāng)中，三個(gè)不同的IO卡件分屬不同的控制站，達(dá)到保護(hù)不因?yàn)橐粋€(gè)設(shè)備、一個(gè)IO卡件、一個(gè)故障而導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)現(xiàn)象現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)這方面應(yīng)該著重考慮，由于現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)布置需要我們改變這種設(shè)計(jì)，否則就要增加費(fèi)用,如就地設(shè)備需要在就地完成三取二功能，而且信號(hào)需要分別與三條就地總線到達(dá)三個(gè)控制柜，這無疑增加了工作量，同時(shí)也增加了費(fèi)用，只有這樣才能達(dá)到

38、現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)要求.現(xiàn)場(chǎng)的總線現(xiàn)在還存在著一定的缺陷，所以在電廠中在大多數(shù)的監(jiān)視系統(tǒng)和外圍設(shè)備上應(yīng)用廣泛，原因就是外圍設(shè)備的缺陷和停運(yùn)不會(huì)對(duì)主業(yè)生產(chǎn)造成影響，同時(shí)總線用于外圍設(shè)備控制可以使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔明快。第2章 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠中的應(yīng)用2。1 電廠生產(chǎn)過程的控制特點(diǎn)電廠的生產(chǎn)包含了以下幾個(gè)主要工藝過程：燃料系統(tǒng)（煤炭和燃油/氣的運(yùn)輸及貯存）、熱力系統(tǒng)及鍋爐和汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組（將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能、熱能將水變成蒸汽、蒸汽熱能在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變成機(jī)械能、再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?、除渣出灰系統(tǒng)（燃燒物的固體廢棄物處理)、脫硫系統(tǒng)（大氣排放物的處理）、水處理系統(tǒng)（含凈水、鍋爐補(bǔ)給水、廢水、凝結(jié)水精處理、化學(xué)取

39、樣和加藥等)、發(fā)配電系統(tǒng)（含廠用電系統(tǒng)、升壓站等).由此可以看出，電力生產(chǎn)是一個(gè)極其復(fù)雜的工業(yè)過程，它涵蓋了工廠自動(dòng)化和過程自動(dòng)化的內(nèi)容。在傳統(tǒng)的電廠控制系統(tǒng)模式中,主廠房區(qū)域熱力生產(chǎn)過程通常采用DCS作為主要的控制系統(tǒng)，其他輔助系統(tǒng)則采用以PLC為核心控制系統(tǒng).由于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備主要采用傳統(tǒng)的模擬量和開關(guān)量信號(hào)，生產(chǎn)過程的監(jiān)控只能到達(dá)I/O子系統(tǒng)。在近幾年的電力建設(shè)過程中,電力生產(chǎn)企業(yè)的信息化管理引起了廣泛的重視，投入了大量的資金構(gòu)建輔助控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、電廠實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(SIS）和電廠信息管理系統(tǒng)（MIS）,而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的設(shè)備依然采用傳統(tǒng)的裝置和方式接入控制系統(tǒng)I/O子系統(tǒng)。這對(duì)于以預(yù)測(cè)性設(shè)備維護(hù)

40、和設(shè)備管理為預(yù)期目標(biāo)的信息化建設(shè)，無疑是“無源之水"。因此解決電廠“信息盲區(qū)”的根本出路是應(yīng)用支持現(xiàn)場(chǎng)總線的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。2。2 應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠中存在的問題盡管現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有一系列的特點(diǎn)和誘人的優(yōu)越性,盡管建設(shè)數(shù)字化和信息化電廠的呼聲越來越高,但在電力設(shè)計(jì)院和建設(shè)單位嘗試使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的工程屈指可數(shù)。主要的應(yīng)用障礙在一些文獻(xiàn)中已有分析，如：(1） 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)多，用戶選擇無所適從。（2) 支持現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的規(guī)格和品種較少,支持總線標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備更少,尤其是針對(duì)電廠開發(fā)的智能設(shè)備，不能滿足電廠各專業(yè)的需要。（3） 支持現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備價(jià)格較高。盡管基

41、于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的控制系統(tǒng)軟硬件費(fèi)用與DCS相比持平或略高，但FCS對(duì)于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造、調(diào)試直至運(yùn)行、維護(hù)的整個(gè)項(xiàng)目生命周期成本同DCS相比確實(shí)要低得多。而這種效益往往是投資方和建設(shè)單位在項(xiàng)目規(guī)劃階段可能不會(huì)引起足夠重視的問題。（4) 連接現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備底層的網(wǎng)絡(luò)不支持冗余結(jié)構(gòu)。除以上這些應(yīng)用障礙之外，還有以下一些制約因素限制了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠的應(yīng)用.(1） 現(xiàn)有電廠的基建模式.現(xiàn)在電廠控制設(shè)備的采購(gòu)大多是由設(shè)計(jì)院編制設(shè)備規(guī)范書，由建設(shè)單位組織采購(gòu)，也有一些設(shè)備由施工單位采購(gòu)，還有的控制裝置由主機(jī)廠配套或分包。這種設(shè)備的采購(gòu)方式難以保證按照統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn)供貨。根據(jù)現(xiàn)在的實(shí)際情況，即使規(guī)范書

42、中的技術(shù)條件十分明確，往往現(xiàn)場(chǎng)到貨卻是另一回事。不同的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)是不兼容的，結(jié)果化了錢卻起不到效果。（2） 在設(shè)計(jì)院內(nèi)部，自動(dòng)控制涉及電氣專業(yè)、熱控專業(yè)甚至系統(tǒng)專業(yè)。這些專業(yè)分管的系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各不相同。如在主廠房?jī)?nèi),泵與風(fēng)機(jī)的開關(guān)站（SWITCHGEAR)和PC、MCC設(shè)備歸電氣管，電動(dòng)門MCC歸熱控管。成百個(gè)設(shè)備在設(shè)計(jì)和訂貨時(shí)要求電氣和熱控采用統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，難度可想而知.（3) 投資方、建設(shè)單位、施工單位甚至設(shè)計(jì)院的技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)缺乏深入的了解。現(xiàn)場(chǎng)總線是一個(gè)新型控制系統(tǒng)，作為現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的技術(shù)人員,尤其是設(shè)計(jì)院的熱控設(shè)計(jì)人員如果還停留在對(duì)DCS的認(rèn)識(shí)水平上是無法設(shè)計(jì)合理的

43、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),也不可能發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)勢(shì),甚至不能保證現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的正常工作。比如,現(xiàn)場(chǎng)總線FF和Profibus-PA支持總線供電,但對(duì)于掛接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量和總線的通信距離均有限制，還要設(shè)置合適的終端裝置，因此必須熟悉掌握現(xiàn)場(chǎng)總線及智能設(shè)備的特性，才能保證總線設(shè)計(jì)的正確性.再如，只有FF總線協(xié)議支持建立控制策略的編程語言，也就是說，只有支持FF總線協(xié)議的智能設(shè)備如閥門定位器可以當(dāng)作調(diào)節(jié)器使用，在自身回路執(zhí)行PID功能，控制功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，系統(tǒng)功能和故障更加分散，也進(jìn)一步降低了中央控制器的負(fù)載，改善了系統(tǒng)的性能,中央控制器的數(shù)量也相應(yīng)減少了。但Profibus技術(shù)沒有控制策略的編程

44、語言,也即支持ProfibusPA的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)控制策略,控制必須由中央控制器完成。然而，支持Profibus的產(chǎn)品系列比FF要齊全、廣泛。這些特性都必須是在選擇現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)時(shí)設(shè)計(jì)人員所必須要考慮的。（4) 設(shè)計(jì)觀念的限制。我們一直強(qiáng)調(diào)在電廠應(yīng)用的控制系統(tǒng)必須已有在2臺(tái)同類型機(jī)組3以上的成功應(yīng)用業(yè)績(jī)。需知現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已發(fā)展了十多年，支持現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的智能設(shè)備已經(jīng)基本成熟，且在石化等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用.由美國(guó)電力研究院主持編制的核電廠用戶要求文件UDR中已將現(xiàn)場(chǎng)總線作為核電廠控制系統(tǒng)的選項(xiàng)，這對(duì)我們?cè)诨鹆Πl(fā)電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)有所啟示。（5) 缺乏合理的設(shè)計(jì)周期?，F(xiàn)在大多數(shù)電廠的工程設(shè)計(jì)周

45、期被大大壓縮，因此從設(shè)計(jì)院來講能按常規(guī)方案完成設(shè)計(jì)已經(jīng)是十分緊張。（6） 對(duì)于設(shè)計(jì)人員缺乏創(chuàng)新的機(jī)制和動(dòng)力。在工程中應(yīng)用新技術(shù)總會(huì)有一定的風(fēng)險(xiǎn),這需要設(shè)計(jì)人員投入大量的精力進(jìn)行調(diào)研和方案論證，但現(xiàn)實(shí)往往是對(duì)應(yīng)用新技術(shù)的研究沒有額外的投入，尤其對(duì)新技術(shù)的成功應(yīng)用也并無特別的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。2。3 電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的對(duì)策 盡管到目前為止市場(chǎng)和工程實(shí)踐中尚缺乏真正意義上的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)供電廠使用，但不代表我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)方面無所作為。只要我們認(rèn)清應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的真正目的,克服制約現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電廠的應(yīng)用障礙，我們就能讓現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為電廠自動(dòng)化和信息化發(fā)揮積極的貢獻(xiàn)。首先,我們必須在電廠自動(dòng)化和信

46、息化方案的規(guī)劃和設(shè)計(jì)過程中，避免陷入為現(xiàn)場(chǎng)總線而現(xiàn)場(chǎng)總線的誤區(qū)。應(yīng)將降低電廠生命周期成本和以合理的投資建設(shè)企業(yè)的信息化平臺(tái)和企業(yè)管理體系作為投資方、建設(shè)單位和設(shè)計(jì)院共同追求的目標(biāo)?；谶@樣的原則和指導(dǎo)思想，我們將會(huì)實(shí)事求是地研究現(xiàn)有控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)帶給我們的自動(dòng)化和信息化產(chǎn)品，構(gòu)建電廠監(jiān)控和信息管理系統(tǒng)。在電廠自動(dòng)化和信息化的規(guī)劃過程中，依然要結(jié)合電廠各工藝和生產(chǎn)過程的特點(diǎn)，采用最合適的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)、控制裝置.不應(yīng)強(qiáng)求在全廠統(tǒng)一應(yīng)用一種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，全廠統(tǒng)一為一種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)既無可能、也無必要。在監(jiān)控層和信息管理層，以太網(wǎng)和OPC協(xié)議、交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)等工業(yè)IT技術(shù)已經(jīng)提供了不

47、同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)技術(shù)。不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)在工程使用的是FCS,還是DCS或PLC+現(xiàn)場(chǎng)總線,只要符合上述原則，就是最合適的控制系統(tǒng)。用FCS取代DCS和PLC系統(tǒng)的爭(zhēng)論也無實(shí)質(zhì)性意義。深入了解現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)之后，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，除了FF總線現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)部分現(xiàn)場(chǎng)控制策略以外,邏輯控制還依賴于主站或中央控制器，其他總線系統(tǒng)均還采用中央控制器。雖然這些中央控制器可以小型化、現(xiàn)場(chǎng)化布置，但依然是需要集中運(yùn)算和處理（有些場(chǎng)合中央控制器可以省去I/O處理，控制器也需要冗余設(shè)置）。從現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)上分析，依然類似DCS的結(jié)構(gòu)分層，只是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更開放.系統(tǒng)的集成方式在目前也不會(huì)有重大的改變，我

48、們似乎在近期不可能完全脫離主流DCS廠家的產(chǎn)品,完全由設(shè)計(jì)院或工程公司用市場(chǎng)主流或非主流DCS廠家的產(chǎn)品去集成電廠的控制系統(tǒng)。當(dāng)然在這個(gè)過程中,筆者不否認(rèn)，設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)模式和設(shè)計(jì)深度上作出重大轉(zhuǎn)變之后,與主流DCS或其他型式的控制系統(tǒng)供應(yīng)商緊密合作，像石化行業(yè)的設(shè)計(jì)院一樣，承擔(dān)更大范圍的工作內(nèi)容和開展DCS或現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的深度設(shè)計(jì)。就如早期控制系統(tǒng)運(yùn)用組裝組件儀表的年代，設(shè)計(jì)院就承擔(dān)了整個(gè)電廠控制系統(tǒng)的配置和集成，只不過隨著DCS和PLC的應(yīng)用，設(shè)計(jì)院在這方面的能力已衰退殆盡.2.3。1 搞清利弊和投資估算投資方和建設(shè)方在使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)方面起關(guān)鍵作用。沒有他們的支持，設(shè)計(jì)院所起的作用是有

49、限的.因?yàn)樯婕绊?xiàng)目的投資和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)院自動(dòng)化設(shè)計(jì)人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用中起領(lǐng)先和推動(dòng)作用.但設(shè)計(jì)院應(yīng)對(duì)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)作出透徹的技術(shù)分析報(bào)告，講清應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線的利弊和投資估算,提出切實(shí)的項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃和風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)方案。2.3。2 明確條件設(shè)計(jì)院在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)方面設(shè)計(jì)人員要有創(chuàng)新意識(shí)，管理層要為設(shè)計(jì)人員營(yíng)造設(shè)計(jì)創(chuàng)新條件和環(huán)境.要解決熱控和電氣兩個(gè)專業(yè)在控制系統(tǒng)規(guī)劃上各自為政的現(xiàn)狀，要充分重視全廠自動(dòng)化和信息化方案的總體規(guī)劃，必要的時(shí)候?qū)蓚€(gè)專業(yè)的分工要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼稀Ｔ趹?yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)方面，一些電力設(shè)計(jì)院已進(jìn)行了有益的嘗試,并積累了寶貴的設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，如山東萊城電廠、江陰夏港電廠、云南

50、宣威電廠、貴州納雍電廠、浙江寧海電廠、山東威海電廠等。在控制系統(tǒng)招標(biāo)書編制階段,要廣泛了解主流和非主流DCS產(chǎn)品支持現(xiàn)場(chǎng)總線的能力和解決方案，并組織有關(guān)專家進(jìn)行必要的論證。無論主機(jī)招標(biāo)、輔機(jī)招標(biāo)或輔助系統(tǒng)招標(biāo)以及DCS、PLC系統(tǒng)的招標(biāo)，必須把支持應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品要求作為必要條件予以明確。2。3.3 努力使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的總線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一投資方、建設(shè)單位對(duì)于設(shè)計(jì)院采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的設(shè)計(jì)方案，須給予足夠的設(shè)計(jì)周期，并在技術(shù)方案論證和產(chǎn)品設(shè)計(jì)選型方面給予必要的支持.在確定工程采用某種類型的總線標(biāo)準(zhǔn)后，設(shè)計(jì)院在總線產(chǎn)品方面應(yīng)有更多的自主權(quán)。因?yàn)榭偩€產(chǎn)品的選型需要供應(yīng)商更為詳細(xì)的設(shè)計(jì)配合，列入詳盡的規(guī)格和規(guī)范

51、以及參數(shù)和選項(xiàng),而不似現(xiàn)在只允許設(shè)計(jì)院開列檢測(cè)和控制裝置的工藝參數(shù)要求，而不開列具體型號(hào)和供應(yīng)商的做法。建設(shè)單位可以改變以往控制裝置由系統(tǒng)集成商配套的做法，各輔助系統(tǒng)采用的PLC可以確定合適的某兩種總線標(biāo)準(zhǔn)集中招標(biāo)采購(gòu)，以利于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的總線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。2。3。4 合理調(diào)整費(fèi)用由于現(xiàn)場(chǎng)總線不同于常規(guī)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)院自動(dòng)化專業(yè)的深度和難度均有所提高，因而相應(yīng)的設(shè)計(jì)費(fèi)用和設(shè)計(jì)定額也要作出合理的調(diào)整。2.3。5 提高業(yè)務(wù)與技術(shù)水平自動(dòng)化設(shè)計(jì)人員要努力提高自己的業(yè)務(wù)水平，要改變目前在常規(guī)DCS和PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的習(xí)慣做法，熟練掌握和應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和產(chǎn)品，這需要設(shè)計(jì)院各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)尤其是部門領(lǐng)導(dǎo)重視和加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人

52、員的技術(shù)培訓(xùn)。設(shè)計(jì)院現(xiàn)在幾乎不參與DCS或PLC系統(tǒng)施工圖階段的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與配置工作,只負(fù)責(zé)提供PID、初步的I/O清冊(cè),最終完成DCS或PLC的外部接線圖.各設(shè)計(jì)院的深度與此可能有所不同，但總體上講沒有深入到DCS和PLC系統(tǒng)的內(nèi)部.這樣做的后果就是，設(shè)計(jì)院對(duì)全廠的控制策略掌握不透徹,系統(tǒng)組態(tài)方式和功能分布是否合理了解不深入。因此設(shè)計(jì)院對(duì)于系統(tǒng)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)配置、功能分配的發(fā)言權(quán)越來越弱。筆者以為，要扭轉(zhuǎn)這種局面，設(shè)計(jì)院應(yīng)抓住應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的機(jī)遇,加深設(shè)計(jì)深度.這種深度主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)內(nèi)容：PID圖、儀表位置布置圖、調(diào)節(jié)框圖和邏輯圖、設(shè)備規(guī)范和數(shù)據(jù)表、接線圖、電源配置圖等。當(dāng)采用FF現(xiàn)場(chǎng)總線時(shí)

53、，P&ID圖工作顯得尤其重要，現(xiàn)有的PID圖深度要提高,因?yàn)樵诓捎肍F現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的情況下，需要通過PID規(guī)劃系統(tǒng)和設(shè)備的控制策略。在P&ID圖的設(shè)計(jì)中,需引入?yún)^(qū)域設(shè)計(jì)的概念。為了達(dá)到調(diào)節(jié)功能和邏輯的可靠和完整，通常一個(gè)回路的所有I/O應(yīng)處于相同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域可以有26個(gè)回路。采用PID應(yīng)確保所有與區(qū)域回路有關(guān)的點(diǎn)都在那個(gè)區(qū)域內(nèi)。不僅如此,還要學(xué)習(xí)和掌握現(xiàn)場(chǎng)總線的接線、布線技術(shù)和計(jì)算方法。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線的接線不同于常規(guī)DCS和PLC控制系統(tǒng)的接線?，F(xiàn)場(chǎng)總線區(qū)域設(shè)計(jì)將取代傳統(tǒng)的I/O分配連線。為了準(zhǔn)確估算現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)電纜的長(zhǎng)度、規(guī)劃合理的網(wǎng)絡(luò)連接方式，避免現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的往返，影響系統(tǒng)

54、響應(yīng)速度和控制性能，需要依靠現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制裝置的布置圖。儀表位置布置圖的作用是確定網(wǎng)絡(luò)主干和分支以及接線盒的位置,這才能保證總線安裝符合區(qū)域長(zhǎng)度、分支長(zhǎng)度和終端位置的要求，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的成功安裝和工作。此外，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)存在三種拓樸結(jié)構(gòu)：總線帶分支結(jié)構(gòu)、樹型或分支或雞爪型結(jié)構(gòu)、雛菊鏈拓樸結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)適用的場(chǎng)合不同，要避免使用雛菊鏈拓樸結(jié)構(gòu),它似乎能降低電纜和安裝費(fèi)用，但對(duì)系統(tǒng)維護(hù)和可靠性極為不利。作為設(shè)計(jì)人員對(duì)此均要了解和掌握。電源配置具有類似的問題，不再贅述。文檔為個(gè)人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)文檔為個(gè)人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)還必須意識(shí)到，現(xiàn)在許多的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備之間的連接已采用了接插件的方式,如果

55、設(shè)計(jì)院還抱著只做DCS機(jī)柜外部端子排接線圖的思維模式和工作態(tài)度，控制策略和邏輯圖的工作以及將預(yù)制電纜和連接推到集成商的工作范圍，那么當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)展到絕大部分系統(tǒng)設(shè)備之間的連接采用預(yù)制電纜和接插件模式的時(shí)候，設(shè)計(jì)院自動(dòng)化專業(yè)還有什么生存的手段？但如果我們今天迅速邁出一步，改變現(xiàn)今的設(shè)計(jì)思維,設(shè)計(jì)院還會(huì)面臨新的機(jī)遇。筆者以為在現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,將來采用3D的網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計(jì)技術(shù)是設(shè)計(jì)院的一個(gè)優(yōu)勢(shì)，也是一般的控制系統(tǒng)集成商難以替代的角色.2.3.6 大家憂慮的現(xiàn)場(chǎng)總線的冗余問題如FF H1和Profibus-PA不支持冗余網(wǎng)絡(luò)，不應(yīng)制約現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用。我們?cè)谏钊敕治隽穗姀S工藝流程的特性之后，

56、應(yīng)大膽在設(shè)計(jì)中采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。在工藝過程中雙路熱備或多路配置的設(shè)備和系統(tǒng)，即使總線短時(shí)間的中斷也不會(huì)影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因?yàn)橄到y(tǒng)本身已采取了冗余設(shè)置，而且像輸煤、化學(xué)水處理等系統(tǒng)，一般均設(shè)有中間的緩沖環(huán)節(jié)，如貯存水箱或煤斗等。因此，只要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)合理規(guī)劃,就像在DCS I/O分配時(shí)不能將互為備用或冗余的點(diǎn)集中在同一卡件的原則一樣，現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)上掛結(jié)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也需避免同樣的問題。在萊城發(fā)電廠使用3UF5 SIMOCODDP時(shí)最初發(fā)生的問題就屬于這一類，據(jù)資料介紹最初的設(shè)計(jì)將數(shù)臺(tái)磨煤機(jī)、風(fēng)機(jī)的A/B潤(rùn)滑油泵馬達(dá)的智能控制器掛結(jié)在同一根總線上，且采用的是雛菊鏈的連接方式。像這樣的設(shè)計(jì)，即使采

57、用冗余網(wǎng)絡(luò)，也不能解決設(shè)備檢修和可靠性的問題.這更有力地說明了設(shè)計(jì)院在使用現(xiàn)場(chǎng)總線時(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃的重要性,以及設(shè)計(jì)人員必須熟悉工藝系統(tǒng)和運(yùn)行方式的必要性。2.3.7 電廠現(xiàn)場(chǎng)總線的選擇前面已經(jīng)講述了不可能采用一種總線解決所有的工業(yè)控制和過程控制。電廠輔助系統(tǒng)如煤、灰、水系統(tǒng)本質(zhì)上屬工業(yè)自動(dòng)化的范疇，在這些領(lǐng)域如石化行業(yè)和制造業(yè)采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的控制系統(tǒng)均具有成熟的經(jīng)驗(yàn).且PLC在這些場(chǎng)合依舊發(fā)揮主要作用，因此選用支持ProfibusDP、ControlNet 等總線標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品均是合適的選項(xiàng)。筆者以為在輸煤出灰系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)最能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。在主廠房熱力系統(tǒng)的控制中,FF當(dāng)是最佳的選項(xiàng)，單回路控制分散到現(xiàn)場(chǎng)，就如早期的基地式調(diào)節(jié)器回路，但在性能方面已不可同日而言。但FF同Profibus相比，不足之處在于產(chǎn)品系列不全，給構(gòu)建完整統(tǒng)一的總線網(wǎng)絡(luò)造成困難.據(jù)最新的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)資料顯示,目前已有一些智能設(shè)備和控制系統(tǒng)的供應(yīng)商已開發(fā)了支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，這給現(xiàn)場(chǎng)級(jí)總線設(shè)備的選用帶來了方便.且支持現(xiàn)場(chǎng)多種總線標(biāo)準(zhǔn)的通訊模件也已問世，這樣可通過通