廣東理工學(xué)院工業(yè)自動化系 劉 洋

1 現(xiàn)場總線的概述

1.1 現(xiàn)場總線的定義

現(xiàn)場總線屬于總線家族的一種，是現(xiàn)場控制設(shè)備與控制室之間有效連接的一種方式?，F(xiàn)場總線技術(shù)能夠快速有效實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制設(shè)備與控制室之間雙通道的數(shù)字通信功能，以及確保傳輸信息通道的高速暢通。此外，現(xiàn)場總線技術(shù)還可以與各種智能現(xiàn)場儀表組合，搭建一套現(xiàn)場總線智能控制系統(tǒng)。

1.2 現(xiàn)場總線的特點(diǎn)

現(xiàn)場總線技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制設(shè)備，通信技術(shù)等有效的融合到一起，主要有以下三個(gè)特點(diǎn)。

(1)信號傳輸過程數(shù)字化，是各類現(xiàn)場總線技術(shù)共有的特點(diǎn)，信號傳輸數(shù)字化能夠有效提高信號傳輸?shù)木扰c準(zhǔn)確度，便于現(xiàn)場控制系統(tǒng)的調(diào)試，自我診斷以及相應(yīng)的管理，同時(shí)，還可以提高控制室與現(xiàn)場控制設(shè)備的連接數(shù)量，提高現(xiàn)場控制系統(tǒng)調(diào)度控制的效率。

(2)開放的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的客戶，能夠破除某單一品牌的壟斷性效應(yīng)，同時(shí)能夠獲得更多的相關(guān)性技術(shù)的支持，提升了客戶選擇現(xiàn)場總線技術(shù)的積極性，對促進(jìn)市場公平性競爭，推動科學(xué)技術(shù)的良性發(fā)展帶來積極作用。

(3)重新組合控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次更加清晰，同時(shí)也可以使多臺現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)互通在一根電纜上，既提高了控制設(shè)備之間的信息共享度，也提高了連接電纜的利用率，降低了工程施工量及施工成本。

2 現(xiàn)場總線應(yīng)用中存在的問題

近幾十年來，現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用在我國取得了長足的發(fā)展，其應(yīng)用范圍也越來越廣泛，包括廣度上的應(yīng)用，即應(yīng)用的行業(yè)和領(lǐng)域越來越多，也包括深度上的應(yīng)用，即應(yīng)用的工業(yè)越來越精細(xì)化和智能化。但是現(xiàn)場總線技術(shù)在應(yīng)用過程中依然存在一些不足和問題，阻礙了現(xiàn)場總線技術(shù)的進(jìn)一步的發(fā)展。

(1)現(xiàn)場總線技術(shù)的施工成本比較高，盡管目前現(xiàn)場總線的技術(shù)研發(fā)過程中，將降低工程的施工成本作為研發(fā)過程中的一個(gè)目標(biāo)之一，并作為與其他控制系統(tǒng)的競爭優(yōu)勢，但是就目前而言，現(xiàn)場總線的施工成本還是要高于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)。

(2)現(xiàn)場總線技術(shù)的調(diào)試運(yùn)行及其維護(hù)過程較為繁瑣，由于我國投入運(yùn)行現(xiàn)場總線的時(shí)間較短，所積累的經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)理解掌握的不透徹以及缺乏現(xiàn)場總線的專業(yè)技術(shù)人員，導(dǎo)致能夠開發(fā)現(xiàn)場總線技術(shù)的技術(shù)人員嚴(yán)重缺乏，所以一旦發(fā)生故障，就會導(dǎo)致設(shè)備調(diào)試及其維護(hù)成本的上升。

(3)現(xiàn)場總線技術(shù)與傳統(tǒng)控制技術(shù)相比，優(yōu)勢不明顯，盡管現(xiàn)場總線在操縱便捷性，管理的智能性均優(yōu)于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，但是由于國內(nèi)的更多的情況是應(yīng)用較小規(guī)模的現(xiàn)場總線技術(shù)，致使現(xiàn)場總線技術(shù)的自適應(yīng)及自診斷技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。

(4)當(dāng)終止現(xiàn)場總線時(shí)，可能對控制系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，以至于有可能影響到控制系統(tǒng)的正常的工作，因此，企業(yè)用戶希望當(dāng)切斷現(xiàn)場總線時(shí)，控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行最低的工作狀態(tài)進(jìn)行工作。

(5) 現(xiàn)場總線技術(shù)的架構(gòu)思想，使得低速設(shè)備不需要考慮冗余，因?yàn)榈退僭O(shè)備已將風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分散，但是在某些特定的場合下，需要具有高可靠性的低速設(shè)備也要架設(shè)冗余系統(tǒng)，因此在處處協(xié)調(diào)好所遇到的各種沖突與矛盾。

3 現(xiàn)場總線應(yīng)用過程中問題的解決對策

針對目前現(xiàn)場總線技術(shù)在應(yīng)用的過程中存在或出現(xiàn)的種種問題，需要我們有建設(shè)性，目標(biāo)性以及高效性地提出相對應(yīng)的解決方案與對策，以便更好的促進(jìn)現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用推廣。

(1)現(xiàn)場總線技術(shù)與分布式技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，有效降低控制工程的施工費(fèi)用，現(xiàn)場控制設(shè)備的分布一般是分散的，無序，需要利用分布式技術(shù)將現(xiàn)場總線與控制設(shè)備有機(jī)的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)控制信息的高度集中處理，從而保證控制信息傳輸?shù)母呖煽啃裕⒛芙档凸こ痰氖┕べM(fèi)用及運(yùn)行成本。

(2)加大培養(yǎng)現(xiàn)場總線技術(shù)人員的力度，提高現(xiàn)場總線技術(shù)人員的專業(yè)素養(yǎng)與素質(zhì)，如前文所述，由于我國引進(jìn)應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)的時(shí)間尚短，對相關(guān)各方面的理論知識及技能掌握的還不成熟，致使我們的技術(shù)人員在解決相關(guān)問題的時(shí)候所耗費(fèi)的精力與時(shí)間成本較大，所以，加大培養(yǎng)力度，提升我們專業(yè)隊(duì)伍的水平，對加快我們專業(yè)隊(duì)伍的建設(shè)，對現(xiàn)場總線技術(shù)的進(jìn)一步推廣有很好的促進(jìn)作用。

(3)加大對現(xiàn)場總線技術(shù)的相關(guān)研究工作，盡管現(xiàn)場總線技術(shù)相對于傳統(tǒng)控制技術(shù)有很多很大的優(yōu)勢，但一般現(xiàn)場控制技術(shù)在適用于大中型規(guī)模的控制系統(tǒng)時(shí)，才能更好的發(fā)揮出其相應(yīng)的優(yōu)勢，因此，促進(jìn)現(xiàn)場總線技術(shù)的相關(guān)工作，加快現(xiàn)場技術(shù)的小型化應(yīng)用研究工作，同時(shí)能夠研發(fā)出更新更好的解決方案，以便使得在終止現(xiàn)場總線時(shí)，對控制工程造成的影響最小。

(4) 提出更加健全的冗余架構(gòu)方案，使得在兼顧低速設(shè)備時(shí)的低冗余要求時(shí)，也能夠保證高可靠設(shè)備的冗余架構(gòu)需求，進(jìn)而全面的提升現(xiàn)場總線傳輸可控制的可靠性與時(shí)效性。

4 結(jié)語

隨著近幾年來，各種高新科技技術(shù)的不斷創(chuàng)新，新一代的工業(yè)自動化技術(shù)也相應(yīng)的應(yīng)運(yùn)而生，正在向著智能，集成，高效的方向發(fā)展，應(yīng)用高可靠性的現(xiàn)場總線控制技術(shù)，開發(fā)先進(jìn)的控制策略是大勢所趨，盡管現(xiàn)場總線控制技術(shù)還存在這樣或那樣的缺陷，但只要加大研發(fā)和改進(jìn)的力度，順利解決目前存在的缺陷與不足，就能使現(xiàn)場總線技術(shù)更好的為工業(yè)服務(wù)。