對水處理自動化應(yīng)用現(xiàn)場總線問題的淺見
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1.3 現(xiàn)場總線不排斥遠程I/O，但也只是權(quán)宜之計
僅將總線送到遠程I/O是DCS、PLC技術(shù)早已解決的問題，在IEC61158標準中，有些現(xiàn)場總線本身就是由PLC控制系統(tǒng)發(fā)展而來，是以遠程I/O總線技術(shù)為基礎(chǔ)的。前面說過，PLC(包括DCS)加上安裝在現(xiàn)場的分布式I/O，其經(jīng)濟性是明顯的，特別是對一些簡單的現(xiàn)場設(shè)備，所以總線系統(tǒng)并不排斥遠程I/O，但這絕不等于"現(xiàn)場總線"。現(xiàn)場總線系統(tǒng)的本質(zhì)特征是使用有現(xiàn)場總線通信能力的智能現(xiàn)場設(shè)備，這些可通信智能現(xiàn)場設(shè)備所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，不僅具有豎向(與系統(tǒng))通信也具有橫向(節(jié)點之間)通信的能力。"現(xiàn)場"的概念不僅指距離，更主要的是指可通信的智能化設(shè)備。如果僅用遠程I/O轉(zhuǎn)換，那就失去現(xiàn)場總線多信息和豐富診斷管理控制功能的靈魂。由于目前現(xiàn)場總線的智能現(xiàn)場設(shè)備品種還不豐富，有時將遠程I/ O和現(xiàn)場總線混為一談也只是權(quán)宜之計而已。
1.4 FCS與DCS、PLC目前應(yīng)是共存而非取代
FCS是在傳統(tǒng)的儀表控制系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)場總線技術(shù)逐步發(fā)展形成的，目前仍然使用著大量的模擬儀表、DCS和PLC。根據(jù)現(xiàn)狀，現(xiàn)場總線式智能儀表還不可能完全取代模擬儀表，F(xiàn)CS也不可能完全取代DCS和PLC，這里存在一個過渡期。
我國現(xiàn)在還處于開發(fā)現(xiàn)場總線的初始階段，普遍應(yīng)用現(xiàn)場總線的條件還不成熟，主要是標準的確定和產(chǎn)品(主要是國內(nèi)產(chǎn)品)的支持率等方面問題。因此，從用戶角度而言，大可不必太著急。在過渡期內(nèi)的水處理自動化仍可堅持采用由PLC構(gòu)成的低成本分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，只是在組網(wǎng)上應(yīng)更加靈活，控制分站的數(shù)目不必過于拘泥，遠程I/O應(yīng)得到更好的應(yīng)用，以縮短模擬信號傳輸路徑，盡量延長數(shù)字通信距離。
為利于今后發(fā)展，最好是選用支持多主從系統(tǒng)并具有廣泛支持率的PLC通信總線，以便在有條件的時候，以現(xiàn)場設(shè)備的通信接口取代分布式I/O接入系統(tǒng)。IEC 61158包含了8種類型的現(xiàn)場總線標準，另外還有其他國際或國家標準的現(xiàn)場總線，如CAN、Lon Works等。這種多總線并存的情況是過渡期的一個重要特點，也因此而促成了現(xiàn)場總線集成技術(shù)的發(fā)展，其系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件集成技術(shù)及產(chǎn)品的開發(fā)研制已成為當今自動化領(lǐng)域的一個熱門課題，有的產(chǎn)品已開發(fā)成功。因此，現(xiàn)在采用PLC系統(tǒng)應(yīng)不必擔心今后與FCS系統(tǒng)在通信協(xié)議上的兼容問題。
1.5 信息需求量的增加將推動現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)相結(jié)合
隨著各種智能現(xiàn)場設(shè)備產(chǎn)品的豐富和應(yīng)用以及工業(yè)管理自動化的深入，有資料認為在未來數(shù)年里，估計信息量還要再增加10～30倍。管理者根據(jù)經(jīng)營管理的需要，希望得到更多的實時信息，并通過建立開放的信息管理系統(tǒng)去實現(xiàn)信息的交流與共享。因此，隨著儀器儀表智能化的提高，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也必將趨于復(fù)雜，未來傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可能已不滿足于幾個字節(jié)。信息需求量的不斷增加，將推動現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，因此有人認為，以太網(wǎng)向控制系統(tǒng)底層延伸是必然的，也是我們在選擇現(xiàn)場總線時應(yīng)注意到的一個問題。
1.6 現(xiàn)場總線標準的統(tǒng)一是必然的
這種預(yù)言也許為時尚早，但無論如何從用戶角度看，多種總線并立決不是一件好事。如前所說，由于這些現(xiàn)場總線采用完全不同的通信協(xié)議，要解決這些不同標準系統(tǒng)之間的相互兼容和互操作問題，就必然會增加用戶的投資和使用維護的復(fù)雜性。統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議使得Internet網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的經(jīng)驗和以太網(wǎng)標準的許多進步，使一直為不同協(xié)議的兼容問題所困擾的工業(yè)界看到一線希望，許多現(xiàn)場總線組織正致力于發(fā)展Ethernet/IP技術(shù)，以太網(wǎng)以其廉價高速方便的特性被引入底層網(wǎng)絡(luò)不僅使現(xiàn)場層、控制層和管理層在垂直面的集成獲得方便，更能降低不同廠家在水平層面的集成成本。當然，要使工業(yè)以太網(wǎng)最終成為統(tǒng)一的總線標準還有許多技術(shù)問題有待解決(如總線供電、本征安全等)，但并非是不可能的。
2 結(jié)語
綜上所述，現(xiàn)場總線技術(shù)適應(yīng)了控制向智能化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化以及標準化發(fā)展的潮流，是建立企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)管控一體化的基礎(chǔ)，因此成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點。但多種總線的利益之爭，實際上已阻礙和延緩了FCS技術(shù)在我國的應(yīng)用。面對多總線并立的局面，作為應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)和產(chǎn)品的用戶來說，在目前的過渡期中，如何選擇現(xiàn)場總線應(yīng)是一個要審慎考慮的問題。本文所談的一些看法未必正確，正因為如此，筆者建議國家水工業(yè)的管理和技術(shù)研究中心成立一個象建設(shè)部科技委下屬智能建筑技術(shù)推廣中心的LonWorks現(xiàn)場總線協(xié)作網(wǎng)一樣的機構(gòu)，主要負責(zé)跟蹤現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)交流，指導(dǎo)行業(yè)對這一新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上制定我國水處理自動化技術(shù)的標準與規(guī)范，推動水處理自動化技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻
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