再論現場總線節制系統的利用及疑惑
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四、關鍵
現場總線技術自20世紀80年代產生以來，一直受到人們的極大關注，被譽為自控領域的一場新的革命。進入90年代以后，FCS一度成為人們研究的熱門，各種型號的現場總線產品不斷涌現。隨著FCS在生產現場的實際利用，袒露的問題越來越多，引起了各使用方的質疑和鞭撻，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節制系統比擬、剖析后認為：
（一）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、持續化，加之化工過程具有易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、有害、有腐化的特性，生產節制系統稍有閃失將會釀成災難性事故，造成生產、裝備、人員、環境等方面不可挽回的重大喪失。因此，對大型石化生產裝置的節制系統而言，其安全性、可靠性是壓倒一切的主要和必要，即使一旦節制系統涌現故障或損壞（任何節制系統不可能不涌現故障或損壞）也要保證其受影響的節制點要盡可能的少、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依據相干工藝參數堅持安全生產；維修人員對個體壞點的處置就比擬寬松、容易，當然也就安全。
FCS如何設置的呢？一套雙重化的節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，也是高低傳輸信號的母線，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體節點。對于持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，連相干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。這就是范例的危險集中的體現……。
盡管FCS的利用指南中提示用戶，雙絞線不能接地、短路、開路是用戶必需“絕對”遵守的準則，但變革萬千的生產現場如何能“絕對”做到？即使做到，FCS的相干卡件、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”的范例范例。
（二）費用問題
要注意的是：由于現場總線型變送器、定位器功能的加強，其價錢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）、被動掩護型母線集線器，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離開現場總線相干儀表及附件能行嗎？
為了避開FCS危險集中這一固有的錯誤，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掩護型母線集線器等輔助掩護型總線產品。信賴不久的將來定會涌現：冗余式現場總線卡、冗余式總線隔離柵、冗余式通訊母線等等。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？其回路價錢比無疑要遠遠高于DCS的相同配置。
信息流阻塞、定位器死鎖等問題信賴不久的將來會得到很好地解決，但同樣須要時光、費用和代價。
（三）建議
并不否定FCS是今后的發展方向，但本文更贊成FCS會成為DCS大構架下的一個主要分支，而非FCS一定會取代DCS。對大型石油化工裝置節制系統來講，選擇一套大構架下的DCS節制系統，主要的節制回路選擇硬連線點―點式信號通訊辦法，當然也可以選擇總線式變送器、調節閥等儀表；非主要回路選擇總線通訊辦法，由于非主要回路可以相應減少掩護性的配置，其綜合回路價錢比當然可以降下來。
五、出路
現場總線技術理論上講有著眾多長處，1984年有關組織已開始著手制定FCS的國際尺度。令人遺憾的是，世界上一些大公司為了各自的經濟好處，圍繞著FCS的國際尺度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種類型的現場總線作為IEC61158國際尺度，加上IEC TC17B已通過的三種現場總線國際尺度，目前現場總線國際尺度共有12種之多。眾多尺度的并存，對大公司來講好像皆大歡喜，但誰的產品也不可能籠罩所有的利用層面。面對眾多尺度，面對大公司的技術封鎖，眾多中小儀表制作業的無所適從或干脆不從，造成現場總線儀表品種單一且價錢嚴重離譜。一些用量雖少但生產現場決不可少的特種儀表品種空白，造成設計選型、用戶選擇、維護的極大艱苦。
眾多現場總線尺度無疑就是無尺度。我們呼喚盡快拆除籬笆統一尺度，打破市場壟斷，使所有符合統一尺度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、使用中的種種疑惑和懊惱自然會迎刃而解，從而大大推進工業生產力的發展。
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