現(xiàn)場(chǎng)總線是從控制室連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的雙向全數(shù)字通信總線,簡(jiǎn)單理解就是通信總線一直延伸到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,。它是一個(gè)開放互聯(lián)模型,,可與以太網(wǎng)結(jié)合,通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視,、控制,、調(diào)試,、診斷等,。
現(xiàn)場(chǎng)總線是計(jì)算機(jī)、通信,、控制技術(shù)的融合,,優(yōu)點(diǎn)來(lái)源于三大特點(diǎn):一是數(shù)字化,意味著數(shù)據(jù)傳輸更為便利,,信息傳輸量增加,,提供數(shù)據(jù)的可共享性;二是標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一開放,利于共享,,為不同網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)掃清道路,,提供互操作性;三是控制分散,,簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),,使互聯(lián)更加便利。
信號(hào)傳輸數(shù)字化是所有現(xiàn)場(chǎng)總線的基本特點(diǎn),,它使系統(tǒng)精度提高,;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息增加幾十倍,可用于自診斷,、系統(tǒng)調(diào)試和管理,,提高系統(tǒng)的有效性;同一電纜掛接多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,,可節(jié)省電纜70%~90%及施工量,。但節(jié)省電纜只不過(guò)是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)表層的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)?a class="innerlink" href="http://wldgj.com/tags/DCS" title="DCS" target="_blank">DCS/PLC遠(yuǎn)程I/O也可達(dá)到類似效果,,而從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲得豐富的信息才是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)獨(dú)有的本質(zhì)優(yōu)越性,。
標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一開放是所有現(xiàn)場(chǎng)總線必需的特點(diǎn),也是它與許多原來(lái)“專有”的通信總線的關(guān)鍵區(qū)別之一,。它給用戶帶來(lái)的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是打破了個(gè)別廠商的壟斷,,給技術(shù)以強(qiáng)大的支持群體,促進(jìn)公平競(jìng)爭(zhēng),,促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步,。DCS只做到操作站以上開放,控制層不可能開放,,而FCS則做到系統(tǒng)從上到下全開放,。不同總線開放的程度和難度都有所區(qū)別,簡(jiǎn)單的I / O總線開放的難度較低,,而控制用的系統(tǒng)總線的開放互操作就很難,。
控制徹底分散是現(xiàn)場(chǎng)總線具有的突出特點(diǎn)。它給用戶帶來(lái)的實(shí)質(zhì)優(yōu)點(diǎn)是由高度智能的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備來(lái)分散完成DC S控制器的功能,,弱化甚至省去了集中控制器的層次,,可降低設(shè)備費(fèi)用,使控制風(fēng)險(xiǎn)徹底分散,,提高系統(tǒng)控制的自治性和可靠性,。
當(dāng)然,現(xiàn)場(chǎng)總線也有難以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)合,。在很長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),,包括 DCS/PLC在內(nèi)的許多控制系統(tǒng)和現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)與現(xiàn)場(chǎng)總線共存,,這和DCS 出現(xiàn)后乃至今天許多原有控制設(shè)備依然存在的局面相似。
目前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用已取得很大進(jìn)展,,但也存在一些問(wèn)題,,制約了其推廣。
在工程應(yīng)用方面,,工程投資比較大,。雖然各種現(xiàn)場(chǎng)總線都把節(jié)省費(fèi)用當(dāng)成自己的主要優(yōu)點(diǎn),但在實(shí)際應(yīng)用中現(xiàn)場(chǎng)總線的投資比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)要大,。一是試用的系統(tǒng)規(guī)模太?。欢窃囉玫南到y(tǒng)并不分散或者是利用原有布線的改造項(xiàng)目,,因此無(wú)法充分發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)省電纜的優(yōu)勢(shì),。
其次,調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)比較難,。由于現(xiàn)階段熟練掌握現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用技術(shù)和開發(fā)技術(shù)的人才少,,企業(yè)在調(diào)試和運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到困難。因此,,企業(yè)在選擇系統(tǒng)集成商時(shí),,應(yīng)選擇技術(shù)力量比較強(qiáng),比較有經(jīng)驗(yàn)的單位,。
再者,,與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比優(yōu)點(diǎn)不明顯。以智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,,其優(yōu)點(diǎn)不僅在于控制方面,,更多的在于自診斷、自校正等自動(dòng)管理方面,。但是,,目前國(guó)內(nèi)用的系統(tǒng)大多數(shù)太小,沒(méi)有把管理自動(dòng)化和遠(yuǎn)程診斷功能納入系統(tǒng),,因此無(wú)法發(fā)揮現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用的優(yōu)勢(shì),。
在技術(shù)方面,當(dāng)總線切斷時(shí),,系統(tǒng)有可能產(chǎn)生不可預(yù)知的后果,,用戶希望這時(shí)系統(tǒng)的效能可以降低,但不能崩潰,,這一點(diǎn)目前許多現(xiàn)場(chǎng)總線不能保證,;現(xiàn)有的防爆規(guī)定限制了總線長(zhǎng)度和總線上所掛設(shè)備的數(shù)量,,也就限制了現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)省電纜優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮,;系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)過(guò)分復(fù)雜,,不容易掌握。但組態(tài)參數(shù)設(shè)定得好壞,,對(duì)系統(tǒng)性能影響很大,。
在應(yīng)用中,現(xiàn)場(chǎng)總線的開放,、互聯(lián)性及互操作性決定了與之俱來(lái)的不可避免的安全問(wèn)題,。
外部網(wǎng)是一個(gè)由現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化系統(tǒng),是和企業(yè)的Intranet 緊密結(jié)合在一起的,,存在著與In ternet普通應(yīng)用相同的種種威脅,,包括竊聽、盜取資料,、非法獲取控制權(quán),、進(jìn)行破壞、阻礙通信等,。要解決這些問(wèn)題,,必須建立起一套適合企業(yè)的針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的安全策略。
在Intranet內(nèi)部,,人們?nèi)菀追潘删?。由于現(xiàn)場(chǎng)總線多應(yīng)用于化工、電氣及樓宇自動(dòng)化控制中,,這些場(chǎng)合都要求系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行,,因此現(xiàn)場(chǎng)總線可能受到的攻擊時(shí)間與普通應(yīng)用相比長(zhǎng)得多。
基于安全情況,,可以考慮將各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)得較為獨(dú)立,,使一個(gè)子系統(tǒng)受到破壞不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng);采用通信控制器將總線與以太網(wǎng)相聯(lián),,改善通信控制器的功能,,可以起到一定程度的安全防范作用,包括拒絕非法訪問(wèn),,危險(xiǎn)時(shí)將總線與以太網(wǎng)隔離等,;進(jìn)行合理的冗余設(shè)計(jì),以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,。
綜上所述,,現(xiàn)場(chǎng)總線并不是為解決傳統(tǒng)控制系統(tǒng)不能解決的問(wèn)題而出現(xiàn)的,它的主要優(yōu)點(diǎn)是更靈活,、更開放,,并為采用新型系統(tǒng)維護(hù)方式和企業(yè)管理模式提供了可能。但對(duì)于以價(jià)格為首選條件的場(chǎng)合,,系統(tǒng)規(guī)模較小,、控制對(duì)象分布比較集中的場(chǎng)合,,以及沒(méi)有擴(kuò)展設(shè)備智能診斷和管理要求的場(chǎng)合,現(xiàn)場(chǎng)總線并不一定是最佳選擇,。