FCS在工业自动化领域的应用及发展

陈劲松

（中国电子科技集团公司第三十八研究所,合肥 230000）

1 FCS的简述

随着科技的迅速发展，FCS在工业自动化领域的应用越来越广，FCS即现场总线控制系统的英文名称缩写，它是在计算机网络技术、微电子技术以及通信技术迅速成熟的前提下，结合自动化控制所形成的一种产物。其主要是根据现场仪表的形式，与控制室中人机界面进行连接，从而形成一个系统，其特点包含全分散、全放开、可操作、全数字化等，属于生产过程中，重要的自动化控制系统。FCS在计算机局域网中被称之为自动化处理，属于自动化领域的重要组成。标志着我国在工业领域中开创了新的发展机遇，引导着新的发展方向，同时对计算机自动化等很多领域产生重要作用。

2 FCS工业自动化领域中的优势

（1）强化工业自动化领域现场信息集成手段。 FCS的应用，能够帮助工业自动化领域增强现场控制能力，尤其是现场的总线能够从设备中获取非常有价值、大数量的信息，这些信息的收集很好的满足当前工厂自动化的需要，并且为CIMS系统进行信息处理以及转变等提供便利。现场总线的数量非常多，其类型都是数字化通信网络形式，不仅革新了4-20mA信号，帮助工业自动化设备更好的进入到工作状态，同时及时检测到故障，对所有参数都及时统计、传送。与此同时系统能够帮助工业自动化实现远程操作控制基础上，对远程参数也能够及时备份，分析其中的变化原理，从中寻找更理想的发展手段。

（2）互换性、可操作性、继承性等优势。针对不同生产厂家，其产品都需要保持相同的标准，这方面能够很好的凸显出互操作性特点，同时也隐藏着互换性优势。设备本身就具有非常强的集成能力，加上系统属性为开放式，能够满足自身厂商需求基础上，其他厂商可以根据自己专项特长为基础，积极采取控制技术，比如说常见的控制算法或者工艺流程等，当然也可以包含配方等，都能够渗透到系统中，从这些方面来看，市场中很多监控系统都是面向不同行业。

（3）可靠性较高、可维护性较好。可靠性与可维护性也是重要的优势。尤其是当前的现场总线中，其自动化监控系统基本都是利用总线连接的方式，或者采取单一的I/O形式进行连线，这些特点针对一些大规模的系统来讲，存在很多不可靠因素，并且接线点也经常会受到人为、环境等因素的影响，安全得不到保证。系统及时对现场设备进行诊断，其必须选择在线诊断的形式，诊断之后如果发现问题及时上报，并且将问题类型进行区分记录，增强了可靠性，同时现场设备进行远程操控期间，其参数都是提前设定好，如果遇到问题，及时进行修改，体现了其可维护性特点。

3 FCS存在的缺陷

对于FCS来讲，其具有非常多的优势，帮助工业自动化领域得到更好的发展，同时其还属于探索发展阶段，所以也存在一定的缺陷需要进一步完善。

（1）FCS其工业自动化领域应用过程中，帮助其更好的进行工业控制，但是网络方面却成为人们十分担心的问题，尤其是FCS工作中总线只有一条，如果总线因为各种因素的影响出现断开或者其他问题，整个系统都会受到牵连，甚至全盘崩溃。这个问题困扰着FCS在工业自动化中的应用，当然其出现之后相关人员一直对其进行研究，已经总结出一些解决措施，正常总线其运行包含固定的协议，可以对总线的物理层进行技术处理，比如说冗余技术，或者对材料进行优化，选择光缆等。这样能够在一定程度上减少问题的出现几率。

（2）现场总线其工作标准以及类型等比较多，尤其是需要很多的仪表或者设备等，这些设备都需要选择不同形式的总线连接，可是缺少一定的标准对其进行规范与约束，这样支持力度也不够，设备的更换等都会形成一些不便。

（3）现场总线中安装的各种产品都价格不菲，相比较来讲，增加了工业自动化领域的生产成本，尤其是总线技术中所需要的仪器仪表等，更是价格十分昂贵，虽然分不同的档次，但是总体来讲还是让企业望而却步。

4 FCS在工业自动化领域中的应用

现场总线技术自开始推广与应用之后，逐渐在世界工业自动化领域大规模应用，我国也不例外，现场总线技术的应用已经具有了一定的范围，其引进时间大概达到3-4年，冶金、制造、烟草机械以及石油化工等行业都开始引进FCS。实践表明，积极采用现场总线形式，其为工业自动化带来很多好处，可以实现网络通信，还能够自行控制。同时其属于通信网络中重要的技术形式，在信息的接通以及电源的关闭或者开关阀门等都可以采用指令形式，都会及时将数据进行统计。FCS的应用直接对实际工业运行以及操作等安全进行保证，同时对于一些比较恶劣的天气，粉尘较大、噪音较大等环境中，都能够保证系统操作的准确无误，他同时不会出现延缓或者推迟等。电磁干扰是比较常见的一种问题，FCS也能够很好的预防其产生的影响。准确将节点进行分散，并且保证报文简短精炼。自动化系统模式中，系统结构出现很多变化，这些变化最显著的一点便是网络信号条件下的传送联络特征，这一个特征能够利用单个节点为基础，积极实现自动化功能形式。

5 FCS工业自动化领域应用问题分析

（1）现场总线协议范围狭隘。现场总线其协议范围仅限于控制领域，虽然总线数量较多，但是收到各种因素的影响，范围比较狭隘，首先真正的互操作性等优势，还需要深入探索。

（2）现场智能仪表应用不理想。智能仪表应用相对来讲模块较少，虽然其包含很多种基本功能模块，分为基本、先进等类型，但是可使用数量较少，简单控制，无法实现复杂，先进的控制算法，还需要进一步完善。

6 结束语

FCS属于新型自动化系统模式，其本身具有非常强的控制功能，非常符合工业自动化发展的需要，尤其是对其中的分散化、智能化以及网络化转型，更是提供了很多的动力，当然积极推广该技术期间也遇到一些问题，需要不断对其进行改进，为工业自动化领域的发展奠定基础。

[1]白焰,吴鸿,杨国田.分散控制系统与现场总线控制系统—基础、评选、设计和应用[M].北京：中国电力出版社.

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