再論現場總線控制系統(tǒng)的應用及困惑
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三、相關鏈接
2004年10月，某廠完成了目前國內最大的一套丁辛醇裝置的建設并如期投產，其丁辛醇產品綜合能耗、質量達到當今世界先進水平。耐人尋味的是：專利和過程工藝包提供商著名的英國戴維過程技術有限公司DPT（Davy Process Technology）與我方簽訂的技術協議中，除中外雙方設計所遵循的規(guī)程規(guī)范外，特別強調“裝置DCS/ESD控制系統(tǒng)采用硬連線（4～20mA）方式，不推薦使用
之所以鏈接這段信息，不是刻意用它去證明什么，因為它也是筆者一段經歷，也是筆者作為用戶自控總代表在丁辛醇項目的設計審查、設備訂貨談判所要遵循的準則之一。當然，這也是一個鮮活的案例，需要我們反復體味。
四、關鍵
現場總線技術自20世紀80年代產生以來，一直受到人們的?蠊刈ⅲ?揮??鑰亓煊虻囊懷⌒碌母錈?＝??0年代以后，FCS一度成為人們研究的熱點，各種型號的現場總線產品不斷涌現。隨著FCS在生產現場的實際應用，暴露的問題越來越多，引起了各使用方的質疑和抨擊，FCS的產品也受到市場無情的阻擊。FCS如此叫好不叫座，究竟問題出在那里？本文站在一個使用者的角度與傳統(tǒng)的DCS控制系統(tǒng)比較、分析后認為：
1. 危險集中
隨著石油化工工業(yè)的迅猛發(fā)展，裝置規(guī)模越來越大型化、連續(xù)化，加之化工過程具有易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、有害、有腐蝕的特點，生產控制系統(tǒng)稍有閃失將會釀成災難性事故，造成生產、設備、人員、環(huán)境等方面不可挽回的重大損失。因此，對大型石化生產裝置的控制系統(tǒng)而言，其安全性、可靠性是壓倒一切的重要和必要，即使一旦控制系統(tǒng)出現故障或損壞（任何控制系統(tǒng)不可能不出現故障或損壞）也要保證其受影響的控制點要盡可能的少、受波及的生產面要盡可能的窄。這樣，壞點被切除后生產人員可根據相關工藝參數維持安全生產；維修人員對個體壞點的處理就比較寬松、容易，當然也就安全。
FCS如何設置的呢？一套雙重化的控制器帶若干現場總線卡，每個現場總線卡（防爆現場要經過隔離柵）帶兩條通往生產現場的雙絞線干線，每條通往現場的雙絞線干線段（Segment）拖動現場多臺（每條干線電纜拖動總線儀表數量最多為16臺）總線型變送器、閥門定位器等。一條雙絞線干線既是多臺測量變送器或調節(jié)閥的供電母線，也是上下傳輸信號的母線，無疑一條雙絞線干線帶動的是一個生產區(qū)域或生產單元的多塊測量儀表和調節(jié)閥。這條現場總線干線的任何閃失，都將殃及這條雙絞線干線上的全部節(jié)點。對于連續(xù)化生產的石油化工生產裝置來講，一個生產區(qū)域或生產單元的多個測點、多個調節(jié)閥突然同時失控，連相關參考工藝數據都找不到，面對隆隆的生產裝置將是多么恐怖場面。這就是典型的危險集中的體現……。
盡管FCS的應用指南中提醒用戶，雙絞線不能接地、短路、開路是用戶必須“絕對”遵守的準則，但變化萬千的生產現場如何能“絕對”做到？即使做到，FCS的相關卡件、隔離柵、元器件、端子等就能永遠不出問題？上述故障實例就是“危險集中”的典型范例。
2. 費用問題
要注意的是：由于現場總線型變送器、定位器功能的增強，其價格要遠高于普通智能型變送器、定位器；再加上費用咋舌的冗余型現場母線段電源系統(tǒng)（Redundant power system for fieldbus network segments）、被動保護型母線集線器，非一般特性且專用的總線電纜等，其綜合費用要比DCS的綜合費用高得多。值得注意的是：FCS節(jié)省費用的廣告，都無一例外地避開或淡化了現場總線儀表綜合費用的話題，但FCS離開現場總線相關儀表及附件能行嗎？
為了避開FCS危險集中這一固有的缺陷，各廠商相繼開發(fā)了用于總線網絡段冗余電源系統(tǒng)；用于總線網絡母線的被動保護型母線集線器等輔助保護型總線產品。相信不久的將來定會出現：冗余式現場總線卡、冗余式總線隔離柵、冗余式通信母線等等。但是，為了一個概念或節(jié)省幾條電纜線下如此大的精力、財力值嗎？加上如此的配備還會省錢嗎？其回路價格比無疑要遠遠高于DCS的相同配置。
信息流阻塞、定位器死鎖等問題相信不久的將來會得到很好地解決，但同樣需要時間、費用和代價。
3. 建議
并不否認FCS是今后的發(fā)展方向，但本文更贊同FCS會成為DCS大構架下的一個重要分支，而非FCS一定會取代DCS。對大型石油化工裝置控制系統(tǒng)來講，選擇一套大構架下的DCS控制系統(tǒng)，重要的控制回路選擇硬連線點—點式信號通信方式，當然也可以選擇總線式變送器、調節(jié)閥等儀表；非重要回路選擇總線通信方式，由于非重要回路可以相應減少保護性的配置，其綜合回路價格比當然可以降下來。
五、出路
現場總線技術理論上講有著眾多優(yōu)點，1984年有關組織已開始著手制定FCS的國際標準。令人遺憾的是，世界上一些大公司為了各自的經濟利益，圍繞著FCS的國際標準進行了互不相讓的大戰(zhàn)，歷經16年磨難與挫折，先后經過9次投票表決而未獲通過。最終通過協商、妥協，1999年底通過了8種類型的現場
眾多現場總線標準無疑就是無標準。我們呼喚盡快拆除籬笆統(tǒng)一標準，打破市場壟斷，使所有符合統(tǒng)一標準的各類儀表都可以互連互通，儀表生產企業(yè)也能騰出更多精力去開發(fā)更可靠、更貼近市場的總線產品，形成百花齊放的儀表市場，用戶選型、使用中的種種困惑和煩惱自然會迎刃而解，從而大大推進工業(yè)生產力的發(fā)展。
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