再論現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用及困惑

FCS如何設(shè)置的呢？一套雙重化的控制器帶若干現(xiàn)場總線卡，每個現(xiàn)場總線卡（防爆現(xiàn)場要經(jīng)過隔離柵）帶兩條通往生產(chǎn)現(xiàn)場的雙絞線干線，每條通往現(xiàn)場的雙絞線干線段（Segment）拖動現(xiàn)場多臺（每條干線電纜拖動總線儀表數(shù)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(diào)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(chǎn)區(qū)域或生產(chǎn)單元的多塊測量儀表和調(diào)節(jié)閥。這條現(xiàn)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(chǎn)的石油化工生產(chǎn)裝置來講，一個生產(chǎn)區(qū)域或生產(chǎn)單元的多個測點、多個調(diào)節(jié)閥突然同時失控，連相關(guān)參考工藝數(shù)據(jù)都找不到，面對隆隆的生產(chǎn)裝置將是多么恐怖場面。這就是典型的危險集中的體現(xiàn)……。

盡管FCS的應(yīng)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(zhǔn)則，但變化萬千的生產(chǎn)現(xiàn)場如何能“絕對”做到？即使做到，F(xiàn)CS的相關(guān)卡件、隔離柵、元器件、端子等就能永遠(yuǎn)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(xiàn)場總線型變送器、定位器功能的增強，其價格要遠(yuǎn)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(xiàn)場母線段電源系統(tǒng)（Redundant power system for fieldbus network segments）、被動保護(hù)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(xiàn)場總線儀表綜合費用的話題，但FCS離開現(xiàn)場總線相關(guān)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(wǎng)絡(luò)段冗余電源系統(tǒng)；用于總線網(wǎng)絡(luò)母線的被動保護(hù)型母線集線器等輔助保護(hù)型總線產(chǎn)品。相信不久的將來定會出現(xiàn)：冗余式現(xiàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(rèn)FCS是今后的發(fā)展方向，但本文更贊同F(xiàn)CS會成為DCS大構(gòu)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(gòu)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(dāng)然也可以選擇總線式變送器、調(diào)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(yīng)減少保護(hù)性的配置，其綜合回路價格比當(dāng)然可以降下來。

五、出路

現(xiàn)場總線技術(shù)理論上講有著眾多優(yōu)點，1984年有關(guān)組織已開始著手制定FCS的國際標(biāo)準(zhǔn)。令人遺憾的是，世界上一些大公司為了各自的經(jīng)濟利益，圍繞著FCS的國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了互不相讓的大戰(zhàn)，歷經(jīng)16年磨難與挫折，先后經(jīng)過9次投票表決而未獲通過。最終通過協(xié)商、妥協(xié)，1999年底通過了8種類型的現(xiàn)場