浅谈现场总线的发展趋势

2015-10-22肖勇

中国科技纵横 2015年18期

关键词：功能块组态总线

肖勇

（西安热工研究院有限公司，陕西西安　710000）

浅谈现场总线的发展趋势

肖勇

（西安热工研究院有限公司，陕西西安710000）

计算机通信技术的发展从各个方面影响现场总线的发展，推动现场总线技术发展的关键是尽快扩大它的应用。文中指出，现场总线的发展不会被计算机通信技术取代。现场总线技术自70年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面的优越性，引起人们的广泛注意，得到大范围的推广，推动了自动控制领域的技术进步。本文详细介绍了国内现场总线的发展趋势及现场总线应用工程的发展趋势。

现场总线应用发展

1　现场总线概述

1.1现场总线的功能

其功能主要包括经济性、安全性以及可靠性。其中经济性要求指的是在实现信息传递的同时，要确保投入成本低；安全性指的是要实现对防爆问题的完善的解决；而可靠性指的是需要实现对环境适应问题的有效解决以及机组安全稳定控制的需要。也就是说现场总线在自控领域的应用，能够通过自身优势功能的发挥来降低系统从安装到后期维护管理的难度，同时其建设与运营的成本相对较低，且能够提升系统的性能。及时处理信息的要求主要是针对高层次现场总线和智能仪表的，但是这条要求最集中地体现了现场总线技术发展趋势—信息处理现场化。

1.2现场总线的基本要求

首先，要确保现场总线的传输速度快，目前工程的设定通讯速率是PROFIBUS DP协议500Kbps。也就是要求现场总线在单位时间内要能够实现尽量多的信息传输；其次满足反应时间短的要求。当出现突发情况时，要实现相应信息传输到执行的实效性；最后，要满足巡回时间短的要求。过程控制系统要求其最长的巡回时间是可实现预知的，且要满足最小值的标准。

1.3现场总线的结构特点

通常情况下，绝大部分的现场总线在结构上都是总线型的，其所呈现出的优势特点为：第一，能够更有效的解决网络的供电问题；第二，能够将解决防爆问题的难度降低，进而确保这一问题的高效解决。第三，确保了信息传输的实效性。现场总线的线状结构的优点在前面说明了，它的主要缺点是当一条总线支路的电缆断了，这条支路就瘫痪了。对于网状结构，断了一、二条支路，信息还能够通过其它路径传递；系统的性能会下降，但不会瘫痪。这个问题是现场总线至今未被用在最关键场合的主要原因之一，也是现场总线制造商们近期要研究解决的问题之一。

2　现场总线的发展趋势

从国内当前现场总线发展的现状看，现场总线的种类逐渐增多，进而致使相应的市场竞争日趋激烈化，而从竞争趋势看，其将焦点锁定在了应用工程上。同时，在现场总线的迅速发展下，国内将自身研发的产品逐渐投入到市场中，促使当前现场总线应用工程得以迅速发展。事实上，现场总线这一技术已经传入国内很长一段时间了，但是我国实现研发与应用的进程相对比较缓慢，过多的时间是停留在这一技术的宣传上，而在实际推广上，我国自主研发的现场总线产品不仅本身不完善，且行业相关技术人才缺乏，资金投入力度低，加上市场开发程度低，因此，要想实现国内现场总线产品的完善与推广，首先应确保国外相应产品的进入，进而才能将这一行业的市场打开，国内的现场总线产品与技术才能有更好的出路。而针对应该选用何种现场总线的问题，总体上应将低系统成本作为衡量标准之一，然后结合系统不同部分的需求选择合适的现场总线。

3　现场总线应用工程的发展趋势

首先，提高现场总线的应用技术。现场总线的技术优势较多，而其中最为主要的是要突出其低系统投资成本与较少的运营管理费用投入，而要想确保这一优势功能能够得到充分的发挥，就需要提高现场总线的应用技术。其次，实现现场总线组合形式的多样化，进而来降低其投入成本，而为了实现现场总线操作管理上的便利，需要实现人机交互界面的构建。用户可能会担心，用了多种现场总线，会使整个系统的操作、管理变得复杂。实际现在通用的人一机界面软件，都支持多种现场总线，因此到人一机界面这一层，不同总线的区别对使用者来说是不大的。再次，现场总线技术的应用会实现信息传输量的大幅度提升，但是传输信息的线缆却减少了，因此，这就需要在提高线缆传输信息能力的基础上，要避免过多冗余信息的传输。最后，系统组态傻瓜化。现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块，虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别，但一个网络支路上有许多功能类同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块，是系统组态要解决的问题。考虑这个问题的原则是，尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出最多的那台仪表上的功能块。目前现场总线系统的组态是比较复杂的，需要组态的参数多，各参数之间的关系比较复杂，如果不是对现场总线非常熟悉，很难将系统设置到最佳状态。显然，广大用户对这种状态不满意。现场总线系统的制造商也正在努力，以使系统组态逐步傻瓜化。