阐述目前现场总线技术存在的问题及国内应用现状,并对有望解决这些问题的新技术给予了简单介绍。
1、期望与现实的距离
1.1 多种标准并存
目前现场总线国际标准有12种,各个标准都有其特点,都有其不足,没有一种标准能够覆盖所有的应用面。由于不同的现场总线的通信协议有很大差异,要实现不同总线产品的互连非常困难,这使得FCS的开放性,分散性和可互操作性等特点难以体现,给现场总线技术的推广及现场总线控制系统的应用带来不利影响。
1.2 开放性
一般认为DCS和PLC是封闭性的控制系统,而FCS是开放性的系统。在12种国际标准的后面,那些支持它们的公司,其中不乏就是制造DCS或者PLC的大厂商,很难保证FCS的完全的开放性。
1.3 可互操作性
现场总线的主要特点之一是可互操作性,
1.4 现场设备缺少选择余地
一方面标准过多,另一方面却缺少选择余地。以FF为例,用于连续过程是较为有利的,FF的H1开发已有10多年了,但到2001年5月31日为止,还只有30余品种83个现场仪表被正式注册可供选用,国内没有一种产品注册。近几年来,虽然国内也有不少厂家生产现场总线仪表,但品种,数量都比较少,达不到批量生产CONTROL ENGINEERING China版权所有,成本据高不下,性能也不十分理想。
2、国内工程应用存在的问题
2.1 价格问题
FCS的主要特点是节省安装费用和维护开销,在硬件的价格方面并不比传统的DCS或者PLC低,甚至要略高于它们。国外的FCS应用试点报告已说明了这种情况,FCS的总费用低。但在国内,一方面用户对硬件的价格十分敏感,而进口FCS硬件的价格高得惊人;另一方面,由于国内目前人工费用低,所以工程设计,管理,安装,调试等费用远比国外低。这是FCS在国内应用不多的一个重要原因。
2.2 冗余问题
按照现场总线的设计思想,低速部分不需要冗余,因为它已经将危险分散了,局部故障不会导致全局的故障。现场总线的智能化仪表又有实现维修预报的功能,可以事先防范;而且万一现场仪表故障www.cechina.cn,调节回路失灵,也可以由主机进行操作干预。主机出现故障时,现场仪表在现场自成调节回路而实现自主调节。但在实际生产中的一些特殊应用场合,控制系统用户(尤其是出现过由于控制系统失灵导致工厂事故的生产企业)特别强调冗余,有的甚至要冗余到底(包括电源www.cechina.cn,网络等等),而目前现场总线国际标准FF的F1和Profibus的PA都没有冗余。当然,要完全冗余,在技术上不是完全不可能的,但这样一来,在经济上往往是不允许的。
2.3 调试和运行维护比预料的难
由于现场总线技术包含许多新的技术内容,尤其是像FF这样的现场总线本身相当复杂,在调试过程和运行维护中经常会遇到这样那样的困难。
2.4 应用规模较小www.cechina.cn,与传统控制系统相比较优点不明显
FCS尽管已经发展多年,由于其经济性,安全性等诸多方面的原因,目前应用主要集中在小系统和旧系统的改造,在大系统、关键系统中不敢采用现场总线。这导致两方面的问题:一方面,因系统小CONTROL ENGINEERING China版权所有,没有把管理自动化和远程诊断功能纳入系统,因此无法发挥现场总线系统降低运行维护费用的优势;另一方面,应用规模越大,它的优越性越能得到充分的体现,同时也能发现它的缺陷(一些问题难以在小系统应用中表现出来),从而使其不断得到完善和发展,逐步得到用户的认可和推广。仅在小系统中应用难以促进FCS的快速发展。
3、新技术展望
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