现场总线控制系统的应用及困惑
2003年3月6日，总线定位器DVC5010F也是突然失灵，但重新STANDBY再ONLINE故障自动解除，显然这是软件故障；还有一次现场总线定位器DVC5010F的反馈杆自行脱落，DVC5010F并无察觉，控制系统并无报错，操作人员通过其他参数确定其阀门动作异常，仪表维修人员跑到现场才找出真正故障原因。FCS投用至今，已有多台数字式定位器或因死机频繁或因硬损坏被换下
。由于总线数字式定位器软故障的叠加，其综合故障、坏损率要远高于常规数字型定位器。
三、相关链接
2004年10月，某厂完成了目前国内最大的一套丁辛醇装置的建设并如期投产，其丁辛醇产品综合能耗、质量达到当今世界先进水平。耐人寻味的是：专利和过程工艺包提供商著名的英国戴维过程技术有限公司DPT（DavyProcessTechnology）与我方签订的技术协议中，除中外双方设计所遵循的规程规范外，特别强调“装置DCS/ESD控制系统采用硬连线（4～20mA）方式，不推荐使用总线控制系统”。我们多次求证其原因都没有获得正面答复，最终在工程设计审查会上由一位DPT资深自控专家道出了其中原由。原来，DPT公司曾经总包了美国一个大型化工装置，部分装置采用了总线控制系统，装置开工试车过程中，由于总线控制系统通信速度慢等原因不被客户认可，被迫修改设计而延误了合同工期，这是该工程公司承揽的众多工程中最大的一次败笔。之后，凡该公司提供工艺包或工程总成，都不推荐使用总线控制系统。
之所以链接这段信息，不是刻意用它去证明什么，因为它也是笔者一段经历，也是笔者作为用户自控总代表在丁辛醇项目的设计审查、设备订货谈判所要遵循的准则之一。当然，这也是一个鲜活的案例，需要我们反复体味。
四、关键
现场总线技术自20世纪80年代产生以来，一直受到人们的蠊刈ⅲ挥钥亓煊虻囊怀⌒碌母锩＝?0年代以后，FCS一度成为人们研究的热点，各种型号的现场总线产品不断涌现。随着FCS在生产现场的实际应用，暴露的问题越来越多，引起了各使用方的质疑和抨击，FCS的产品也受到市场无情的阻击。FCS如此叫好不叫座，究竟问题出在那里？本文站在一个使用者的角度与传统的DCS控制系统比较、分析后认为：
1.危险集中
随着石油化工工业的迅猛发展，装置规模越来越大型化、连续化，加之化工过程具有易燃、易爆、高温、高压、有毒、有害、有腐蚀的特点，生产控制系统稍有闪失将会酿成灾难性事故，造成生产、设备、人员、环境等方面不可挽回的重大损失。因此，对大型石化生产装置的控制系统而言，其安全性、可靠性是压倒一切的重要和必要，即使一旦控制系统出现故障或损坏（任何控制系统不可能不出现故障或损坏）也要保证其受影响的控制点要尽可能的少、受波及的生产面要尽可能的窄。这样，坏点被切除后生产人员可根据相关工艺参数维持安全生产；维修人员对个体坏点的处理就比较宽松、容易，当然也就安全。
FCS如何设置的呢？一套双重化的控制器带若干现场总线卡，每个现场总线卡（防爆现场要经过隔离栅）带两条通往生产现场的双绞线干线，每条通往现场的双绞线干线段（Segment）拖动现场多台（每条干线电缆拖动总线仪表数量最多为16台）总线型变送器、阀门定位器等。一条双绞线干线既是多台测量变送器或调节阀的供电母线，也是上下传输信号的母线，无疑一条双绞线干线带动的是一个生产区域或生产单元的多块测量仪表和调节阀。这条现场总线干线的任何闪失，都将殃及这条双绞线干线上的全部节点。对于连续化生产的石油化工生产装置来讲，一个生产区域或生产单元的多个测点、多个调节阀突然同时失控，连相关参考工艺数据都找不到，面对隆隆的生产装置将是多么恐怖场面。这就是典型的危险集中的体现……。
尽管FCS的应用指南中提醒用户，双绞线不能接地、短路、开路是用户必须“绝对”遵守的准则，但变化万千的生产现场如何能“绝对”做到？即使做到，FCS的相关卡件、隔离栅、元器件、端子等就能永远不出问题？上述故障实例就是“危险集中”的典型范例。
2.费用问题
要注意的是：由于现场总线型变送器、定位器功能的增强，其价格要远高于普通智能型变送器、定位器；再加上费用咋舌的冗余型现场母线段电源系统（Redundantpowersystemforfieldbusnetworksegments）、被动保护型母线集线器，非一般特性且专用的总线电缆等，其综合费用要比DCS的综合费用高得多。值得注意的是：FCS节省费用的广告，都无一例外地避开或淡化了现场总线仪表综合费用的话题，但FCS离开现场总线相关仪表及附件能行吗？
为了避开FCS危险集中这一固有的缺陷，各厂商相继开发了用于总线网络段冗余电源系统；用于总线网络母线的被动保护型母线集线器等辅助保护型总线产品。相信不久的将来定会出现：冗余式现场总线卡、冗余式总线隔离栅、冗余式通信母线等等。但是，为了一个概念或节省几条电缆线下如此大的精力、财力值吗？加上如此的配备还会省钱吗？其回路价格比无疑要远远高于DCS的相同配置。
信息流阻塞、定位器死锁等问题相信不久的将来会得到很好地解决，但同样需要时间、费用和代价。
3.建议
并不否认FCS是今后的发展方向，但本文更赞同FCS会成为DCS大构架下的一个重要分支，而非FCS一定会取代DCS。对大型石油化工装置控制系统来讲，选择一套大构架下的DCS控制系统，重要的控制回路选择硬连线点—点式信号通信方式，当然也可以选择总线式变送器、调节阀等仪表；非重要回路选择总线通信方式，由于非重要回路可以相应减少保护性的配置，其综合回路价格比当然可以降下来。
五、出路
现场总线技术理论上讲有着众多优点，1984年有关组织已开始着手制定FCS的国际标准。令人遗憾的是，世界上一些大公司为了各自的经济利益，围绕着FCS的国际标准进行了互不相让的大战，历经16年磨难与挫折，先后经过9次投票表决而未获通过。最终通过协商、妥协，1999年底通过了8种类型的现场总线作为IEC61158国际标准，加上IECTC17B已通过的三种现场总线国际标准，目前现场总线国际标准共有12种之多。众多标准的并存，对大公司来讲好像皆大欢喜，但谁的产品也不可能覆盖所有的应用层面。面对众多标准，面对大公司的技术封锁，众多中小仪表制造业的无所适从或干脆不从，造成现场总线仪表品种单一且价格严重离谱。一些用量虽少但生产现场决不可少的特种仪表品种空白，造成设计选型、用户选择、维护的极大困难。
众多现场总线标准无疑就是无标准。我们呼唤尽快拆除篱笆统一标准，打破市场垄断，使所有符合统一标准的各类仪表都可以互连互通，仪表生产企业也能腾出更多精力去开发更可靠、更贴近市场的总线产品，形成百花齐放的仪表市场，用户选型、使用中的种种困惑和烦恼自然会迎刃而解，从而大大推进工业生产力的发展。
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