淺談現場總線的發展趨勢

肖勇

（西安熱工研究院有限公司，陜西西安　710000）

淺談現場總線的發展趨勢

肖勇

（西安熱工研究院有限公司，陜西西安710000）

計算機通信技術的發展從各個方面影響現場總線的發展，推動現場總線技術發展的關鍵是盡快擴大它的應用。文中指出，現場總線的發展不會被計算機通信技術取代。現場總線技術自70年代誕生至今，由于它在減少系統線纜，簡化系統安裝、維護和管理，降低系統的投資和運行成本，增強系統性能等方面的優越性，引起人們的廣泛注意，得到大范圍的推廣，推動了自動控制領域的技術進步。本文詳細介紹了國內現場總線的發展趨勢及現場總線應用工程的發展趨勢。

現場總線應用發展

1　現場總線概述

1.1現場總線的功能

其功能主要包括經濟性、安全性以及可靠性。其中經濟性要求指的是在實現信息傳遞的同時，要確保投入成本低；安全性指的是要實現對防爆問題的完善的解決；而可靠性指的是需要實現對環境適應問題的有效解決以及機組安全穩定控制的需要。也就是說現場總線在自控領域的應用，能夠通過自身優勢功能的發揮來降低系統從安裝到后期維護管理的難度，同時其建設與運營的成本相對較低，且能夠提升系統的性能。及時處理信息的要求主要是針對高層次現場總線和智能儀表的，但是這條要求最集中地體現了現場總線技術發展趨勢—信息處理現場化。

1.2現場總線的基本要求

首先，要確保現場總線的傳輸速度快，目前工程的設定通訊速率是PROFIBUS DP協議500Kbps。也就是要求現場總線在單位時間內要能夠實現盡量多的信息傳輸；其次滿足反應時間短的要求。當出現突發情況時，要實現相應信息傳輸到執行的實效性；最后，要滿足巡回時間短的要求。過程控制系統要求其最長的巡回時間是可實現預知的，且要滿足最小值的標準。

1.3現場總線的結構特點

通常情況下，絕大部分的現場總線在結構上都是總線型的，其所呈現出的優勢特點為：第一，能夠更有效的解決網絡的供電問題；第二，能夠將解決防爆問題的難度降低，進而確保這一問題的高效解決。第三，確保了信息傳輸的實效性。現場總線的線狀結構的優點在前面說明了，它的主要缺點是當一條總線支路的電纜斷了，這條支路就癱瘓了。對于網狀結構，斷了一、二條支路，信息還能夠通過其它路徑傳遞；系統的性能會下降，但不會癱瘓。這個問題是現場總線至今未被用在最關鍵場合的主要原因之一，也是現場總線制造商們近期要研究解決的問題之一。

2　現場總線的發展趨勢

從國內當前現場總線發展的現狀看，現場總線的種類逐漸增多，進而致使相應的市場競爭日趨激烈化，而從競爭趨勢看，其將焦點鎖定在了應用工程上。同時，在現場總線的迅速發展下，國內將自身研發的產品逐漸投入到市場中，促使當前現場總線應用工程得以迅速發展。事實上，現場總線這一技術已經傳入國內很長一段時間了，但是我國實現研發與應用的進程相對比較緩慢，過多的時間是停留在這一技術的宣傳上，而在實際推廣上，我國自主研發的現場總線產品不僅本身不完善，且行業相關技術人才缺乏，資金投入力度低，加上市場開發程度低，因此，要想實現國內現場總線產品的完善與推廣，首先應確保國外相應產品的進入，進而才能將這一行業的市場打開，國內的現場總線產品與技術才能有更好的出路。而針對應該選用何種現場總線的問題，總體上應將低系統成本作為衡量標準之一，然后結合系統不同部分的需求選擇合適的現場總線。

3　現場總線應用工程的發展趨勢

首先，提高現場總線的應用技術。現場總線的技術優勢較多，而其中最為主要的是要突出其低系統投資成本與較少的運營管理費用投入，而要想確保這一優勢功能能夠得到充分的發揮，就需要提高現場總線的應用技術。其次，實現現場總線組合形式的多樣化，進而來降低其投入成本，而為了實現現場總線操作管理上的便利，需要實現人機交互界面的構建。用戶可能會擔心，用了多種現場總線，會使整個系統的操作、管理變得復雜。實際現在通用的人一機界面軟件，都支持多種現場總線，因此到人一機界面這一層，不同總線的區別對使用者來說是不大的。再次，現場總線技術的應用會實現信息傳輸量的大幅度提升，但是傳輸信息的線纜卻減少了，因此，這就需要在提高線纜傳輸信息能力的基礎上，要避免過多冗余信息的傳輸。最后，系統組態傻瓜化。現在一些帶現場總線的現場儀表本身裝了許多功能塊，雖然不同產品同種功能塊在性能上會稍有差別，但一個網絡支路上有許多功能類同功能塊的情況是客觀存在的。選用哪一個現場儀表上的功能塊，是系統組態要解決的問題。考慮這個問題的原則是，盡量減少總線上的信息往返。一般可以選擇與該功能有關的信息輸出最多的那臺儀表上的功能塊。目前現場總線系統的組態是比較復雜的，需要組態的參數多，各參數之間的關系比較復雜，如果不是對現場總線非常熟悉，很難將系統設置到最佳狀態。顯然，廣大用戶對這種狀態不滿意。現場總線系統的制造商也正在努力，以使系統組態逐步傻瓜化。

4　結語

綜上所述，當前現場總線技術在國內發展迅速，但是，要想確保這一技術下的產品能夠占領市場，就需要加大對其的資金投入，進而實現產品的完善，同時要緊隨當前這一技術發展的趨勢與潮流，實現技術與時俱進的創新與發展，進而為現場總線技術的推廣性應用奠定基礎。

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