何为现场总线控制

现场总线技术的专家Dick Caro 声称，现场总线控制这个观念的时代已经到来，在其应用的现实事例面前，其应该成为所有新型过程控制系统设计师的目标。

当国际标准协会标准与实施第50工作组（ISA SP50 ）委员会正计划设立最终成为了基金会现场总线（Foundation Fieldbus，简称FF）科技基础的标准的时候，委员会中的许多用户强烈支持在使用工具方面实行闭环调整控制。整个ANSI/ISA 50.02 标准都是建立在支持现场设备方面的控制这一需求基础上的，这种控制可能与分布式控制系统（DCS）控制同时存在，也或者就代替了DCS控制。今天，我们将这项技术称之为现场总线控制。

这些年来，基金会现场总线FF和Profibus-PA的推行安装是为了减少安装费用，因为现场仪表可以共享向控制站实施回馈的线路。其它节省的安装费用来自“呼叫”现场接线人力开支的降低，因为现场仪表的读取是根据标记名，而不是输入/输出多用转接器的线路终端。不论4-20 mA的电流模拟信号装置还是HART 仪表，都是通过输入/输出电缆终端槽盒读取的。由于电缆终端数据不再至关重要，工程方面的文件也就可以减少到简单的方块制图了。

既然成千上万的现场总线网络已经安装，我们就可以得出充分的结论：这些预期的节省中我们才只实现了一小部分。为什么终端用户在1985年到1990年期间要对采用了现场总线技术的ANSI/ISA 50.02 提出要求呢？对于他们的期望，今天建立在现场总线技术基础上的控制系统能否满足呢？答案是：只满足了一部分。

在国际标准协会标准与实施第50工作组（ISA SP50 ）委员会工作的终端用户推断说，现场总线将极大的减少甚至消除用来确保稳定DCS组态实现的昂贵而冗余的多功能控制器。现场总线重建了“单系统完整性”，而这正是过去能够实行非冗余模拟信号控制的评判标准。可靠性DCS模拟使得冗余控制器成为必需，因为其要负责许多控制系统。我们当时的分析是这样的，今天这个分析依旧适用，那就是：现场总线可以应用于所有的最终控制系统，所有的次二、三级级联，以及大多数的简单前馈控制系统。而DCS多功能控制器负责全部的监控、预控和模态基准控制系统。

事实上，DCS供应商也意识到如果用户减少使用多功能控制器，他们大部分的生意可能就要泡汤，于是成功的推出了两种可选策略。分布式控制系统（DCS）或者工序自动化控制器 (PAC), 尽管刚刚开始被大家知道，正在不断推广延伸到实施系统启动阶段所有的反馈、前馈、预控、监控和模态基准控制。然后，在成功启动和调谐后，用户逐渐将每个控制环转接到现场仪表。这种策略要求DCS控制器有足够的能力支撑整个系统，有效避免了用户不使用控制器。

DCS供应商的第二种策略是推动DCS/PAC独具的运算控制设备的优势。用户通常没有足够的经验，他们无法对这两种选择做出评价，无法决定何时何种选择合适，在这两种情况下都可以使用基金会现场总线FF工具中可行的控制功能块。以前，控制方案是锁入供应商DCS/PAC中“增强的”运算法则中的，这样的控制系统已经不再适用于现场总线控制了。

ISA SP50 委员会的终端用户也渴望现场总线控制技术，这样他们就可以自由地将大部分的控制方案建构成不依赖DCS的控制方案。借此，他们要重塑在控制系统市场的竞争力，以此来降低价格。这是当时的状况，今天亦如此，在某一DCS基础上发展的控制方案不能完全适用于建立在其它DCS基础上的控制方案. 现场总线控制技术的控制方案不依赖DCS, 但是能同与基金会现场总线FF仪器相兼容的DCS共同实施控制。

据估计，在全部的控制环中，大约80% 可以在无DCS支持的情况下，用基金会现场总线FF功能块执行。控制环各类型中，那些包括流动、压力和水平等周期时间快的控制环采用了现场总线技术，因为这些对于DCS来说负荷太重。如果快速系统从DCS中脱离，就只剩余监控、预控和模态基准控制，这时使用普通的PC-based 服务器技术就成为可能。即使再冗余的服务器技术也要比多功能处理控制器价格便宜许多。

现场总线控制技术只有使用基金会现场总线FF的仪器才可行。它具有真正的节省开支的潜力，这显而易见使其成为一种优势，但是出于许多原因，对其开发还很浅。

现场总线控制的时代已经来临。这项技术具有广泛的适用性，性能也得到了证明，得到了许多主要的DCS/PAC 和仪器供应商的支持。如果这篇文章中提供的信息对您来说是新鲜的，那么我就达到了我的目标。现场总线控制是终端用户群推崇的少数几个想法之一，并且已经衍生了许多大范围推广的产品。有了这些事实的呈现，现场总线控制应该成为所有新型过程控制系统设计师的目标。