再論現場總線控制系統的應用及困惑
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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程規范外，特別強調“裝置DCS/ESD控制系統采用硬連線（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的DCS控制系統比較、分析后認為：
1. 危險集中
隨著石油化工工業的迅猛發展，裝置規模越來越大型化、連續化，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，生產控制系統稍有閃失將會釀成災難性事故，造成生產、設備、人員、環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，即使一旦控制系統出現故障或損壞（任何控制系統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域或生產單元的多塊測量儀表和調節閥。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點。對于連續化生產的石油化工生產裝置來講，一個生產區域或生產單元的多個測點、多個調節閥突然同時失控，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（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，各廠商相繼開發了用于總線網絡段冗余電源系統；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來講，選擇一套大構架下的DCS控制系統，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，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一標準，打破市場壟斷，使所有符合統一標準的各類儀表都可以互連互通，儀表生產企業也能騰出更多精力去開發更可靠、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，從而大大推進工業生產力的發展。
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