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資訊頻道 現(xiàn)場總線的設(shè)想和概念是上世紀(jì)70年代在歐洲開始形成的。從概念走向開發(fā)、制定標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)證，到形成系列產(chǎn)品和實(shí)際投入使用，幾乎用了20年的時(shí)間。現(xiàn)場總線技術(shù)被介紹到國內(nèi)大約是在80年代中期，之后一直是對概念的理解和在制定國際標(biāo)準(zhǔn)過程中處于旁聽的地位，局限在業(yè)界的極小范圍內(nèi)，沒有引起全行業(yè)足夠的重視。進(jìn)入90年代后開始受到較多的關(guān)注，不過等到現(xiàn)場總線產(chǎn)品和系統(tǒng)引進(jìn)到國內(nèi)，在較大范圍內(nèi)大規(guī)模的應(yīng)用，到今天幾乎也用了20年的時(shí)間。我們今天能說它的技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)成熟了嗎？也許誰也不敢作出肯定的回答。
可是僅僅比這種技術(shù)早不了幾年的一些自動化技術(shù)，譬如PLC，或者是同期開始發(fā)展的技術(shù)，譬如DCS，我們今天完全可以說它們是成熟的技術(shù)。當(dāng)然，它們還在繼續(xù)地發(fā)展。為什么？我認(rèn)為這個問題值得思考！
現(xiàn)場總線技術(shù)在我國的應(yīng)用取得很大的成績
據(jù)英國敏思管理咨詢公司（IMS）對工業(yè)通信中國市場的調(diào)查報(bào)告看，截至2008年在我國已安裝現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)估計(jì)為1166.75萬個，其數(shù)量可以說是夠龐大的。其中按通信協(xié)議來分：Profibus占24.2%（282.7萬個）、CC-Link占11.16%（130.31萬個）、DeviceNet占9.75%（113.83萬個）、FF占1.67%（19.58萬個）。顯而易見，工廠自動化用現(xiàn)場總線的任一個協(xié)議（如Profibus、CC-Link、DeviceNet等），它們已安裝的節(jié)點(diǎn)數(shù)要比過程控制用現(xiàn)場總線（如FF）高整整一個數(shù)量級。
從以上的數(shù)據(jù)看，我國現(xiàn)場總線的應(yīng)用近些年來有長足的、全方位的發(fā)展。隨著其應(yīng)用面的擴(kuò)大，暴露出一些深層次的問題，如現(xiàn)場總線系統(tǒng)運(yùn)行的亞健康問題，呼喚發(fā)展現(xiàn)場總線的在線診斷技術(shù)，特別是物理層的高級診斷技術(shù)，讓通信故障變得透明可視、可掌控、可快速處置的問題；再如不同現(xiàn)場總線協(xié)議的現(xiàn)場設(shè)備在系統(tǒng)層面上的互操作問題，即設(shè)備集成的問題，尚待規(guī)范的出臺和推廣；特別是對現(xiàn)場總線技術(shù)的價(jià)值取向的全面正確的認(rèn)識問題，更關(guān)系到它的可持續(xù)發(fā)展，這有待于自動化全行業(yè)進(jìn)行再認(rèn)識。
用于工廠自動化的現(xiàn)場總線的應(yīng)用，在我國發(fā)展基本上是健康的，爭論也較少，我們不做討論。這里僅關(guān)注用于流程工業(yè)的現(xiàn)場總線，主要是FF的發(fā)展。
表1給出了國內(nèi)迄今最大三個FF應(yīng)用工程上海賽科、南海中海油殼牌和福建煉油乙烯的概況一覽。總的來看，這三大FF應(yīng)用工程一個比一個成功。上海賽科乙烯工程大規(guī)模全面使用FF現(xiàn)場總線控制技術(shù)取得很大成績，用事實(shí)證明FF總線的通訊速度能夠滿足石油化工過程控制的要求；除少量儀表故障外，F(xiàn)F總線儀表運(yùn)行基本正常。中海油殼牌聯(lián)合石化公司應(yīng)用FF是成功的，其經(jīng)驗(yàn)有兩條特別重要：一是加強(qiáng)對儀表維護(hù)人員的培訓(xùn)，這是在充分認(rèn)識到FF設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的通訊協(xié)議與傳統(tǒng)儀表不同，其維護(hù)方式和方法也不盡相同；二是在更換FF現(xiàn)場設(shè)備時(shí)，必須考慮FF現(xiàn)場設(shè)備的設(shè)備描述文件的版本，以及是否通過了HIST（主機(jī)互操作測試）測試。相信今年投產(chǎn)的福建煉油乙烯工程的FCS的應(yīng)用，吸取前兩個大項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，一定會取得更多成果。
2004-2005年，在我國掀起應(yīng)用高潮后，F(xiàn)F應(yīng)用雖在繼續(xù)踏實(shí)推進(jìn)，但像上海賽科、惠州中海油殼牌這些安裝節(jié)點(diǎn)達(dá)到數(shù)以萬計(jì)水平的典型項(xiàng)目，除了福州的煉油乙烯一體化項(xiàng)目外似乎沒有再現(xiàn)，石油、石化系統(tǒng)新建大項(xiàng)目中很少會用FF現(xiàn)場總線。近一兩年來陸續(xù)上馬的采用FF的項(xiàng)目有五六十個，所上項(xiàng)目雖不算少，不過我們只要看2008年我國實(shí)際安裝FF的節(jié)點(diǎn)數(shù)僅為3.46萬個，就可以推算其總體的發(fā)展速度不夠理想。況且，前述的三個大項(xiàng)目清一色是合資項(xiàng)目，這個現(xiàn)象難道不值得注意嗎？為什么我國全資的大項(xiàng)目不選擇FF現(xiàn)場總線，而寧愿選用HART呢？
我國流程工業(yè)現(xiàn)場總線應(yīng)用的發(fā)展探討
看來我國現(xiàn)場總線應(yīng)用的發(fā)展，特別是用于流程工業(yè)的現(xiàn)場總線應(yīng)用的發(fā)展，與原先的估計(jì)相距甚遠(yuǎn)。我個人認(rèn)為，這里牽涉到兩方面的問題：一方面是現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展本身的問題，主要是對其多樣性應(yīng)該怎么理解和處理，以及如何解決數(shù)字通信技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的易用性（這牽涉它的普及）；另一方面是對現(xiàn)場總線應(yīng)用的價(jià)值取向的認(rèn)識問題，憑什么現(xiàn)場總線終究會取代現(xiàn)有的模擬技術(shù)？這將在很大程度上影響現(xiàn)場總線應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)程，以及現(xiàn)場總線技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展趨勢。從另一個角度看，如果我們僅僅將現(xiàn)場總線當(dāng)作工業(yè)通信的一類工具，而不是將它納入整個企業(yè)信息整合的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，更深層次對其加以運(yùn)用，這必將影響其今后的發(fā)展方向。
回憶起在2000年以前，長期擔(dān)任IEC 61158現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)工作組組長的美國人Dick Caro，在2001年對現(xiàn)場總線FF應(yīng)用的發(fā)展做過一個很有影響的估計(jì)。當(dāng)時(shí)他樂觀地認(rèn)為，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS取代DCS大約要用4、5年的時(shí)間。事實(shí)上，現(xiàn)在已經(jīng)過去8、9年了，至今仍然爭論不斷。不僅僅在國內(nèi)，即使在德國等歐洲發(fā)達(dá)國家仍然分為兩派。到現(xiàn)在為止在所有的現(xiàn)場總線里面，全世界FF安裝的節(jié)點(diǎn)還沒有突破100萬個。中國算是多的，到2008年已安裝了接近19.58萬個。
在國內(nèi)，由于價(jià)格貴、難用、效果不理想等因素，對FF的反映持負(fù)面看法的多過持正面看法的，特別在石化行業(yè)更明顯。這至少說明FF現(xiàn)場總線技術(shù)的推廣普及距離大眾化還差的較遠(yuǎn)，是FF的技術(shù)不成熟還是存在其他問題，值得討論。
我國流程工業(yè)現(xiàn)場總線應(yīng)用的發(fā)展探討
在流程行業(yè)中，為什么需要像FF這樣的現(xiàn)場總線？國外是怎樣看待這個問題的？其實(shí)不只我國對FF現(xiàn)場總線的應(yīng)用感到困惑，在德國同樣也存在問題和挑戰(zhàn)。在今年《流程工業(yè)》雜志的第一期就刊登過一篇名為《討論現(xiàn)場總線應(yīng)用中的癥結(jié)》的文章，介紹了德國7位專家（用戶和儀表廠商）在圓桌會議上發(fā)表的各自的看法。討論得出的結(jié)論是：FF現(xiàn)場總線本身工作表現(xiàn)很出色，但現(xiàn)場總線設(shè)備的集成存在較大問題。現(xiàn)場總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括：現(xiàn)場總線品種和規(guī)格滿足用戶要求；故障診斷簡單方便；在空間非常緊張的流程設(shè)備中，現(xiàn)場總線系統(tǒng)能很好解決問題。主要問題包括：現(xiàn)場總線設(shè)備的集成性能遲遲不能滿足用戶要求；難以接受微軟操作系統(tǒng)頻繁升級給現(xiàn)場總線應(yīng)用帶來的影響。
為了使問題一目了然，筆者設(shè)計(jì)了一張中德業(yè)內(nèi)人士對流程工業(yè)用現(xiàn)場總線的看法比較表，如表1所示。從中我們可以明顯看出，德國專家的困惑更多集中于現(xiàn)場總線的技術(shù)，特別是設(shè)備集成與最終用戶的期望相距甚遠(yuǎn)；而國內(nèi)的困惑更多的還是對現(xiàn)場總線價(jià)值的認(rèn)識問題和培訓(xùn)及服務(wù)還不能跟上等問題。
為此，筆者認(rèn)為FF在我國發(fā)展速度放慢的原因可能有以下三個方面：
缺乏有力的應(yīng)用支持
我國沒有第三方的FF應(yīng)用技術(shù)支持服務(wù)機(jī)構(gòu)，來自供貨廠方的技術(shù)支持在FCS應(yīng)用上不能認(rèn)為是強(qiáng)有力的。因?yàn)楫?dāng)FF的系統(tǒng)和儀表來自多個供應(yīng)商時(shí)，某個供應(yīng)商的技術(shù)支持難免是跛腳的。據(jù)說在德國法蘭克福H chst工業(yè)園區(qū)，在遇到緊急情況時(shí)，可以很快得到FF技術(shù)專家和檢測實(shí)驗(yàn)室的幫助。我們期待在我國，也能在短期內(nèi)出現(xiàn)這樣的第三方的FF應(yīng)用技術(shù)支持服務(wù)機(jī)構(gòu)。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號