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如何解决现场总线技术在应用中存在的问题
添加时间:2009/11/18 17:06:17  浏览次数:1837     [加大字体]    [减小字体]    [打印]    [关闭]
  现场总线是从控制室连接到现场设备双向全数字通信总线,简单理解就是通信总线一直延伸到现场设备。它是一个开放互联模型,可与以太网结合,Internet实现远程监视、控制、调试、诊断等。 
    现场总线是计算机、通信、控制技术融合,优点来源于三大特点:一是数字化,意味着数据传输更为便利,信息传输量增加,提供数据可共享性;二是标准统一开放,利于共享,为不同网络互联扫清道路,提供互操作性;三是控制分散,简化网络体系结构,使互联更加便利。
   信号传输数字化是所有现场总线基本特点,它使系统精度提高;现场设备信息增加几十倍,可用于自诊断、系统调试和管理,提高系统有效性;同一电缆挂接多台现场设备,可节省电缆70%~90%及施工量。但节省电缆只是现场总线技术表层优点,DCS/PLC远程I/O也可达到类似效果,而从现场设备获丰富信息才是现场总线技术独有本质优越性。
   标准统一开放是所有现场总线必需特点,也是它与许多原来'专有'通信总线关键区别之一。它给用户带来本质优点是打破了个别厂商垄断,给技术以强大支持群体,促进公平竞争,促进技术进步。DCS只做到操作站以上开放,控制层不可能开放,而FCS则做到系统从上到下全开放。不同总线开放程度和难度都有所区别,简单I/O总线开放难度较低,而控制用系统总线开放互操作就很难。
   控制彻底分散是现场总线具有突出特点。它给用户带来实质优点是由高度智能现场设备来分散完成DCS控制器功能,弱化省去了集中控制器层次,可降低设备费用,使控制风险彻底分散,提高系统控制自治性和可靠性。
   当然,现场总线也有难以发挥其优势场合。很长时期内,包括DCS/PLC内许多控制系统和现行标准都会与现场总线共存,这和DCS出现后乃至今天许多原有控制设备依然存局面相似。
   目前现场总线技术我国应用已取很大进展,但也存一些问题,制约了其推广。
   工程应用方面,工程投资比较大。各种现场总线都把节省费用当成自己主要优点,但实际应用中现场总线投资比传统控制系统要大。一是试用系统规模太小;二是试用系统并不分散是利用原有布线改造项目,无法充分发挥现场总线节省电缆优势。
   其次,调试和运行维护比较难。现阶段熟练掌握现场总线应用技术和开发技术人才少,企业调试和运行时经常会遇到困难。,企业选择系统集成商时,应选择技术力量比较强,比较有经验单位。
   再者,与传统控制系统相比优点不明显。以智能化现场仪表为基础现场总线系统与传统系统相比,其优点控制方面,更多自诊断、自校正等自动管理方面。,目前国内用系统大多数太小,没有把管理自动化和远程诊断功能纳入系统,无法发挥现场总线系统降低运行维护费用优势。
   技术方面,当总线切断时,系统有可能产生不可预知后果,用户希望这时系统效能可以降低,但不能崩溃,这一点目前许多现场总线不能保证;现有防爆规定限制了总线长度和总线上所挂设备数量,也就限制了现场总线节省电缆优点发挥;系统组态参数过分复杂,不容易掌握。但组态参数设定好坏,对系统性能影响很大。
   应用中,现场总线开放、互联性及互操作性决定了与之俱来不可避免安全问题。
   外部网是一个由现场总线实现自动化系统,是和企业Intranet紧密结合一起,存着与Internet普通应用相同种种威胁,包括窃听、盗取资料、非法获取控制权、进行破坏、阻碍通信等。要解决这些问题,必须建立起一套适合企业针对现场总线应用安全策略。
   Intranet内部,人们容易放松警惕。现场总线多应用于化工、电气及楼宇自动化控制中,这些场合都要求系统连续运行,现场总线可能受到攻击时间与普通应用相比长多。
   基于安全情况,可以考虑将各子系统设计较为独立,使一个子系统受到破坏不会影响到整个系统;采用通信控制器将总线与以太网相联,改善通信控制器功能,可以起到一定程度安全防范作用,包括拒绝非法访问,危险时将总线与以太网隔离等;进行合理冗余设计,以提高系统稳定性。
    综上所述,现场总线并为解决传统控制系统不能解决问题而出现,它主要优点是更灵活、更开放,并为采用新型系统维护方式和企业管理模式提供了可能。但以价格为首选条件场合,系统规模较小、控制对象分布比较集中场合,以及没有扩展设备智能诊断和管理要求场合,现场总线并不一定是最佳选择。
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