再论现场总线节制系统的利用及疑惑
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四、关键
现场总线技术自20世纪80年代产生以来，一直受到人们的极大关注，被誉为自控领域的一场新的革命。进入90年代以后，FCS一度成为人们研究的热门，各种型号的现场总线产品不断涌现。随着FCS在生产现场的实际利用，袒露的问题越来越多，引起了各使用方的质疑和鞭挞，FCS的产品也受到市场无情的阻击。FCS如此叫好不叫座，究竟问题出在那里？本文站在一个使用者的角度与传统的DCS节制系统比拟、剖析后认为：
（一）危险集中
随着石油化工工业的迅猛发展，装置规模越来越大型化、持续化，加之化工过程具有易燃、易爆、高温、高压、有毒、有害、有腐化的特性，生产节制系统稍有闪失将会酿成灾难性事故，造成生产、装备、人员、环境等方面不可挽回的重大丧失。因此，对大型石化生产装置的节制系统而言，其安全性、可靠性是压倒一切的主要和必要，即使一旦节制系统涌现故障或损坏（任何节制系统不可能不涌现故障或损坏）也要保证其受影响的节制点要尽可能的少、受波及的生产面要尽可能的窄。这样，坏点被切除后生产人员可依据相干工艺参数坚持安全生产；维修人员对个体坏点的处置就比拟宽松、容易，当然也就安全。
FCS如何设置的呢？一套双重化的节制器带若干现场总线卡，每个现场总线卡（防爆现场要经过隔离栅）带两条通往生产现场的双绞线干线，每条通往现场的双绞线干线段（Segment）拖动现场多台（每条干线电缆拖动总线仪表数量最多为16台）总线型变送器、阀门定位器等。一条双绞线干线既是多台测量变送器或调节阀的供电母线，也是高低传输信号的母线，无疑一条双绞线干线带动的是一个生产区域或生产单元的多块测量仪表和调节阀。这条现场总线干线的任何闪失，都将殃及这条双绞线干线上的全体节点。对于持续化生产的石油化工生产装置来讲，一个生产区域或生产单元的多个测点、多个调节阀突然同时失控，连相干参考工艺数据都找不到，面对隆隆的生产装置将是多么恐怖场面。这就是范例的危险集中的体现……。
尽管FCS的利用指南中提示用户，双绞线不能接地、短路、开路是用户必需“绝对”遵守的准则，但变革万千的生产现场如何能“绝对”做到？即使做到，FCS的相干卡件、隔离栅、元器件、端子等就能永远不出问题？上述故障实例就是“危险集中”的范例范例。
（二）费用问题
要注意的是：由于现场总线型变送器、定位器功能的加强，其价钱要远高于普通智能型变送器、定位器；再加上费用咋舌的冗余型现场母线段电源系统（Redundant power system for fieldbus network segments）、被动掩护型母线集线器，非一般特性且专用的总线电缆等，其综合费用要比DCS的综合费用高得多。值得注意的是：FCS节省费用的广告，都无一例外地避开或淡化了现场总线仪表综合费用的话题，但FCS离开现场总线相干仪表及附件能行吗？
为了避开FCS危险集中这一固有的错误，各厂商相继开发了用于总线网络段冗余电源系统；用于总线网络母线的被动掩护型母线集线器等辅助掩护型总线产品。信赖不久的将来定会涌现：冗余式现场总线卡、冗余式总线隔离栅、冗余式通讯母线等等。但是，为了一个概念或节省几条电缆线下如此大的精力、财力值吗？加上如此的配备还会省钱吗？其回路价钱比无疑要远远高于DCS的相同配置。
信息流阻塞、定位器死锁等问题信赖不久的将来会得到很好地解决，但同样须要时光、费用和代价。
（三）建议
并不否定FCS是今后的发展方向，但本文更赞成FCS会成为DCS大构架下的一个主要分支，而非FCS一定会取代DCS。对大型石油化工装置节制系统来讲，选择一套大构架下的DCS节制系统，主要的节制回路选择硬连线点―点式信号通讯办法，当然也可以选择总线式变送器、调节阀等仪表；非主要回路选择总线通讯办法，由于非主要回路可以相应减少掩护性的配置，其综合回路价钱比当然可以降下来。
五、出路
现场总线技术理论上讲有着众多长处，1984年有关组织已开始着手制定FCS的国际尺度。令人遗憾的是，世界上一些大公司为了各自的经济好处，围绕着FCS的国际尺度进行了互不相让的大战，历经16年磨难与挫折，先后经过9次投票表决而未获通过。最终通过协商、妥协，1999年底通过了8种类型的现场总线作为IEC61158国际尺度，加上IEC TC17B已通过的三种现场总线国际尺度，目前现场总线国际尺度共有12种之多。众多尺度的并存，对大公司来讲好像皆大欢喜，但谁的产品也不可能笼罩所有的利用层面。面对众多尺度，面对大公司的技术封锁，众多中小仪表制作业的无所适从或干脆不从，造成现场总线仪表品种单一且价钱严重离谱。一些用量虽少但生产现场决不可少的特种仪表品种空白，造成设计选型、用户选择、维护的极大艰苦。
众多现场总线尺度无疑就是无尺度。我们呼唤尽快拆除篱笆统一尺度，打破市场垄断，使所有符合统一尺度的各类仪表都可以互连互通，仪表生产企业也能腾出更多精力去开发更可靠、更贴近市场的总线产品，形成百花齐放的仪表市场，用户选型、使用中的种种疑惑和懊恼自然会迎刃而解，从而大大推进工业生产力的发展。
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