真正冗余的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)

　　圖1和圖2顯示了一個(gè)冗余現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段的應(yīng)用實(shí)例。Hawke公司的傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線電源FPS200連接到標(biāo)準(zhǔn)H1接口，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段的兩端都連接了終端器。在現(xiàn)場(chǎng)，標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備連接到Hawke公司的真正冗余的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)Mike O’NeillSECURE TrunkGuard單元上，它可以根據(jù)要求提供現(xiàn)場(chǎng)總線分支短路保護(hù)功能。S E C U R ETrunkGuard單元有4通道、8通道、10通道3種規(guī)格可以根據(jù)需要選用，它通常與配套的防護(hù)等級(jí)為IP67的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)箱和相應(yīng)的電纜密封接頭一起成套提供。這樣現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段就具有正常的電源供應(yīng)和符合要求的終端器，可以通過(guò)主H1接口同所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊了。
　　當(dāng)總線電纜斷裂時(shí)
　　當(dāng)總線電纜斷裂時(shí)，距離斷點(diǎn)最近的SECURE TrunkGuard單元會(huì)發(fā)現(xiàn)：與下游設(shè)備的通訊聯(lián)絡(luò)中斷了，與此同時(shí)自動(dòng)終端器電路會(huì)立刻起作用，為斷開(kāi)的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段提供符合規(guī)范要求的100Ω/1μF終端器。這樣斷裂網(wǎng)段的兩個(gè)部分都變成了完整的功能正常的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段，每個(gè)部分都有正常的現(xiàn)場(chǎng)總線電源和終端器，都連接到正常的現(xiàn)場(chǎng)總線H1接口單元。DCS對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的獲取和監(jiān)視不會(huì)有任何的中斷。
　　當(dāng)然DCS必須有相應(yīng)的軟件來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)段斷點(diǎn)，以便馬上修復(fù)。因?yàn)閿嗔押笮纬傻膬蓚€(gè)網(wǎng)段對(duì)于單點(diǎn)故障都是脆弱的，就像傳統(tǒng)的網(wǎng)段一樣。有一個(gè)辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題，就是在正常運(yùn)行時(shí)對(duì)每個(gè)H1接口和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通訊都作鏡像，當(dāng)H1接口和任何現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的通訊發(fā)生故障時(shí)，H1接口就產(chǎn)生出錯(cuò)標(biāo)志，負(fù)責(zé)設(shè)備數(shù)據(jù)管理的處理器將會(huì)檢測(cè)到出錯(cuò)標(biāo)志。如果處理器只是從一個(gè)H1接口收到出錯(cuò)標(biāo)志，而不是從兩個(gè)H1接口都收到出錯(cuò)標(biāo)志，這就說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)發(fā)生了潛在的斷線故障。如果處理器從兩個(gè)H1接口都收到了出錯(cuò)標(biāo)志，這說(shuō)明是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本身出了故障。目前Yokogawa公司正在改造系統(tǒng)以便支持這種冗余解決方案。
　　對(duì)現(xiàn)場(chǎng)防爆認(rèn)證的影響
　　采用“U”形網(wǎng)段的后果之一是：應(yīng)用于爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的本質(zhì)安全技術(shù)無(wú)法使用了。本質(zhì)安全防爆認(rèn)證對(duì)輸送到現(xiàn)場(chǎng)去的能量大小有明確的限制，在電纜斷裂之前，由于有兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線電源為每個(gè)網(wǎng)段供電，因此兩個(gè)電源的電流總和必須低于本質(zhì)安全認(rèn)證規(guī)定的能量限制。當(dāng)網(wǎng)段電纜斷裂以后，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)電源為每個(gè)網(wǎng)段供電了，這時(shí)網(wǎng)段的電流將會(huì)嚴(yán)重不足，使每個(gè)網(wǎng)段實(shí)際上只能支持大概兩三臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線儀表。

　　人們?cè)?970年代開(kāi)發(fā)和應(yīng)用本質(zhì)安全防爆技術(shù)的原因是：本質(zhì)安全防爆技術(shù)可以使安裝在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在不斷電的情況下進(jìn)行檢修、維護(hù)。由于技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)已經(jīng)結(jié)合了自診斷技術(shù)、數(shù)字通訊技術(shù)和高可靠性電子電路等先進(jìn)技術(shù)?，F(xiàn)在可以通過(guò)手提電腦對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。如果需要，甚至可以從另外一個(gè)大洲對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，因此現(xiàn)在已經(jīng)不再需要進(jìn)行帶電現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)了。很多公司都會(huì)歡迎用相對(duì)簡(jiǎn)單的無(wú)火花防爆技術(shù)或是隔爆型防爆技術(shù)來(lái)替代昂貴復(fù)雜的本質(zhì)安全防爆技術(shù)。