概況
1975年分散型控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）的出現(xiàn)，在測量和控制系統(tǒng)的領域內(nèi)，引起了一場革命?？刂葡到y(tǒng)雖然實現(xiàn)了數(shù)字化，但現(xiàn)場儀表卻依然屬于模擬技術(shù)（4～20mA）。直到現(xiàn)場總線的問世，才使現(xiàn)場儀表一直到控制系統(tǒng)實現(xiàn)了全數(shù)字化。因此，現(xiàn)場總線是DCS革命之后的又一次繼續(xù)革命，也是測控領域中的一個里程碑。
1984年，作為三個國際標準化組織之一的國際電工委員會IEC開始制定單一的現(xiàn)場總線國際標準，但由于國際上一些跨國大公司為了各自的利益，圍繞著國際標準展開了一場大戰(zhàn)，這場大戰(zhàn)持續(xù)了16年，最終以妥協(xié)而告終，現(xiàn)場總線的國際標準有了8種之多，隨后又增加到10種。一些大公司當然是心滿意足了，但卻苦了客戶。由于多標準就等于無標準，用戶莫不會感到困惑與無奈。雖然現(xiàn)場總線是一種新技術(shù)，卻沒有迅速地得到全面推廣，所以最終這些公司也不是贏家。
在現(xiàn)場總線的推廣陷入僵局的時候，歐洲的一些大公司推出了實時以太網(wǎng)（Real Time Ethernet，簡稱RTE），以實現(xiàn)“e網(wǎng)到底”；此時美國的一些大公司表面上對之不動聲色，其實早已經(jīng)開始了另一條技術(shù)路線的探索——無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network，簡稱WSN）。在2007年，HART基金會首先推出無線HART。
在國際標準方面，現(xiàn)場總線的國際標準有10種，加上工業(yè)實時以太網(wǎng)，總共有20種之多。而WSN已有無線HART7.1版本和WIA-PA（中國的標準）成為IEC的PAS（Public Available Specification）文件，即公共可用規(guī)范。若在兩年內(nèi)沒有什么問題，就能自動轉(zhuǎn)化為正式國際標準。而不久的將來，ISA（美國儀表學會）100亦很有可能也成為PAS，也就是說在WSN方面，將有3個國際“準”標準，目前WSN正在快速發(fā)展和不斷完善之中。
在產(chǎn)品方面，有Emerson公司基于HART7.1標準的系列產(chǎn)品，號稱“無線，無限”（Wireless，No Limit），還有Honeywell公司基于ISA100的系列產(chǎn)品，號稱“One Wireless Solution”，我們可以翻譯為“獨一無二的無線解決方案”。
現(xiàn)場總線的特點
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（Field Control System）與DCS相比有以下幾個特點：首先是開放性，F(xiàn)CS的技術(shù)與標準是公開的，而DCS則是各公司各自有自己的專利技術(shù)；另外，DCS主機是數(shù)字的，現(xiàn)場儀表是模擬的，因此DCS是一個數(shù)?；旌系南到y(tǒng)；在DCS內(nèi)變送器與同一控制回路的執(zhí)行器只能通過主機進行通信，不能互相直接通信，在FCS內(nèi)主機與變送器、執(zhí)行器之間或變送器與執(zhí)行器之間均可雙向通信；FCS中的一條現(xiàn)場總線（一根雙絞線）可以連接多臺現(xiàn)場儀表，然后只要用一根電纜通向主機，而DCS中主機與每臺現(xiàn)場儀表只能用一根兩芯電纜一對一地連接，因此所用電纜的根數(shù)要多得多；FCS有豐富的功能模塊，而且可以將模塊植入到現(xiàn)場儀表中去，而DCS控制運算全部都集中在主機，如主機故障則全部癱瘓；在FCS中，現(xiàn)場儀表可以有多變量變送器，又有豐富的自診斷功能，相比之下，DCS的現(xiàn)場儀表智能化程度很低。
應用FCS的好處
（1）減少I/O（輸入/輸出）等裝置
由于可以將在現(xiàn)場相鄰的一些儀表用一條現(xiàn)場總線相連再通往控制室，這樣可以將隔離器、端子柜、I/O終端及I/O卡件的數(shù)量減少1/2到2/3，從而還可以減少I/O裝置及裝置室的空間。
（2）免去了數(shù)字與模擬的轉(zhuǎn)換
（3）減少了電纜用量
（4）可以產(chǎn)生智能化的儀表
如智能化的執(zhí)行器在閥門的閥桿的行程累計超過若干距離，管道內(nèi)有腐蝕性的介質(zhì)流量累計超過若干立方米或閥門累計工作時間已超過了規(guī)定時間，或在單位時間內(nèi)調(diào)節(jié)的動作過分頻繁以及閥門確實損壞時都會向主機報告，使操作人員及時采取措施，使維修預報成為可能，從而使生產(chǎn)更為安全，維護費用更為低廉。
（5）改善調(diào)節(jié)的性能
FCS將PID調(diào)節(jié)功能下放到現(xiàn)場儀表去了，以后可以使調(diào)節(jié)的周期縮短；另外由于主機的負荷減輕以后，F(xiàn)CS可以從事更為復雜的運算，如先進控制或過程的優(yōu)化等等。
（6）降低工程費用
現(xiàn)場總線的實際應用情況
上海中外合資的Seccor公司乙烯裝置是國際上相同規(guī)模、同步建設中的幾個裝置中用FF現(xiàn)場儀表最多的企業(yè)，但FF儀表只占26%，H1總線也有2700條，而每條H1總線平均只能帶5.8臺現(xiàn)場儀表，與原規(guī)定的32臺相差甚遠，其原因是芯片的功耗高、31.25kb/s的速度太低所致。
但其所有PID的調(diào)節(jié)功能成功地下放到現(xiàn)場儀表是其成功之處。另外在安裝施工、調(diào)試方面，工作量也確實減少了好多。
在投資方面，硬件的價格偏高，甚至連電纜也引進，事實上電纜是不必引進的。清華大學自動化系已做過了實驗證明，普通的雙絞線即可。另外FF所用的一些附件如插接件等，方便的同時價格卻比預計的要高得多。
因此，國內(nèi)新建的百萬噸級乙烯項目，除中外合資的福建和廣東南海項目也采用了FF外，新建的如新疆獨山子、茂名、天津項目都沒有采用FF。這充分說明，在市場經(jīng)濟的條件下，企業(yè)的業(yè)主理性得多了。根據(jù)國情的不同，從企業(yè)的具體情況出發(fā)，講究以最少的資金取得最大效益的做法是非常正確的?；貞浬鲜兰o計劃經(jīng)濟的時代，DCS的出現(xiàn)引起了不少企業(yè)一哄而起，為新技術(shù)而新技術(shù)，競相采用DCS，以致花了大價錢卻差不多都在低水平運行，沒有很好地發(fā)揮其應有的功能。
今后的發(fā)展趨勢
從制造廠商來看，目前在技術(shù)與產(chǎn)品方面不會有大的改進，只是大體上維持原狀，大力推廣其產(chǎn)品而已。最多順應無線技術(shù)的發(fā)展可能會有無線FF的出現(xiàn)，但這種無線FF與無線傳感器網(wǎng)絡并不能劃等號，正像HART儀表加上適配器（無線收發(fā)器）并不等于新開發(fā)的無線HART一樣。在用戶方面，至少在國內(nèi)不會再有大的用戶群出現(xiàn)。
（轉(zhuǎn)載）
