現場總線控制在過程控制中的應用

李 波

（荊楚理工學院，湖北 荊門 448000）

0 引 言

目前，在市場中，現場總線技術趨于成熟。現場總線技術屬于現場總線控制系統，主要是將控制、計算機與通信等技術有機整合，形成相應的現場總線控制模式。為有效提升相關的過程控制效果，應合理使用現場總線的相關控制技術，有效提升整體工作質量和水平，達到預期的技術應用目的。

1 現場總線控制與過程控制分析

1.1 過程控制分析

一般過程控制對工藝技術的要求很高，只有確保工藝條件符合要求，才能有效提升相關產品的質量與產量。尤其是一些生產現場十分復雜，條件較為惡劣，會導致被控制的變量受到一定干擾，在此情況下，合理的使用過程控制方式十分重要，應有效進行控制精確度和速度的嚴格處理。（1）一般過程控制的對象十分復雜，所提出的要求也很多。尤其是連續生產過程，具有多元化的特點。連續生產過程有著多樣化的特點，規模的大小有所差異，對工藝技術的要求存在不同，所生產出來的產品存在差異性，所以，過程控制在被控期間，具有多元化的特征。一般受到各個機理因素的影響，整體的生產過程相關控制數據信息存在差異，或者是數據相同，但是對被控制對象的品質要求卻很大。在各種生產過程控制期間，工作的機理十分復雜，如果采用傳統的工作方式，很難進行整體性的工作管理，在一定程度上會導致各方面的管理工作與控制工作的效果降低，無法滿足當前的時代發展需求，嚴重影響其長遠的進步。（2）控制的方案十分豐富。一般生產過程所使用的工藝十分復雜，這也決定了在過程控制期間，所制定出來的控制方案有著多樣化特征。為了滿足不同的工作需求，應確保控制方案的豐富性。其中不僅需要有單變量類型的控制系統，還需具有多變量的良好控制系統。此外，還應該使用計算機的集散控制系統，以全面提升過程控制工作的效果。需優化各方面工作模式，以促使整體過程控制工作的有效增強。同時，傳統PID過程控制模式，新型自適應類型、預測類型、推理類型及模糊類型的控制模式，也應予以足夠的重視。（3）慢過程類型的數據控制。在過程控制的工作中，經常使用物理量的形式評價生產過程能否符合正常的要求。此類物理量多是溫度數據、壓力數據、流量數據與成分數據等，可全面了解過程控制的實際情況，更好地針對物理參數進行研究。（4）定量控制分析。一般過程控制與傳統的動作控制存在一定差異，很多過程控制系統在運行的過程中，設定數值均會維持在恒定的范圍之內，而在過程控制方面，其主要的目的就是能夠降低被控制參數所帶來的影響，保證合理針對數據進行控制，確保能夠達到高產、生產持續性的目標。由此可見，定值控制屬于過程控制期間的主要形式。（5）過程控制的相關系統主要是由具體的規范化過程檢測控制的儀器設備所組成，應結合具體的情況，積極采用先進自動化工具、控制儀表設備、計算機設備等。

1.2 現場總線控制的分析

對于現場總線控制，其結構和軟件編程功能十分分散，操作站方面只執行組態的相關工作，而在功能方面的執行數據和執行算法，均需要在現場的儀表設備中進行。現場總線控制系統在實際運行期間，主要使用的是輸入數據、輸出數據、補償數據、運算數據的相關工作。此類機械設備自身具有較為獨立的控制回路，均無需在相關的控制站之內進行信號處理還有PID算法的處理。同時，此類現場機械設備還有儀表設備，均具有一定的數字通信能力，不僅可以對所測量的數據進行傳遞，還能夠將機械設備標識信息、運行狀態信息及故障信息等傳遞出來，遵循同一個通信的協議。這樣用戶就能夠將各種廠家的機械設備，實現有效的統一組態處理，創建出自身的網絡系統[1]。然而，目前，在現場總線控制的工作中，受到諸多因素的影響，還存在很多難以解決的問題，無法滿足當前的時代發展需求。主要表現如下，現場總線控制期間所使用的機械設備處于底層部位，所處的環境也十分惡劣，這就要求相關的機械設備，必須要有很好的環境適應力，遵循具體的統一總線協議原則，相互之間才能有一定的通信，這就會導致用戶在選擇的過程中，受到局限性影響；且在現場總線控制期間，所使用的機械設備屬于單獨的控制回路，相關控制器的功能有所減弱，難以有效提升整體的現場總線控制效果和水平，嚴重影響各方面工作質量[2]。

2 現場總線控制在過程控制中的合理應用

按照具體的過程控制特點和現場總線控制情況，將相關的現場總線控制技術合理應用在過程控制中，具有較為重要的作用，應該予以一定重視。

2.1 優勢分析

將現場總線控制應用在過程控制的相關工作中，具有的優勢主要表現如下。（1）有助于確保相關的生產工作，連續性的實現現場總線控制，并分散到各個機械設備中，在一定程度上能夠使得風險分散，即使其中一臺機械設備或是儀表出現故障問題，也不會對整體的設備運行效果造成影響。此類智能化機械設備在應用期間，還可以有效的為上機位提供相應的故障數據信息，與傳統的控制系統相似，每一臺控制器設備在相應的執行器設備中，均會使用并行的連接措施，一旦有故障問題，無需停止生產就可以檢修，能夠確保各方面生產工作的連續實施[3]。（2）有助于實時化的進行現場機械設備的功能管理，構建成為較為獨立的控制回路，與以往的過程控制工作相比較，有助于減少控制回路內的信息傳遞數量。同時，網絡內所傳遞的一般為數字信號，已經將系統之內的D/A、A/D的相關轉換過程取消，可以有效改善其中的控制、報警等參數的延遲問題，提升系統的運作效果。（3）有助于增強環境的適應力。一般現場總線控制期間，主要使用全數字通信形式，能夠預防在傳統過程控制期間，出現傳輸模擬信號的誤差問題，并且抗干擾的性能較高，適合在復雜的運行環境內使用[4]。

2.2 需要注意的問題

現場總線控制的工作中，所使用的機械設備和儀表均具有智能化特點與數字化特點，傳統的儀器設備已經不能滿足要求，很容易出現問題，因此在選用期間需要注意；當前所使用的現場總線控制設備，在應用期間經常會出現冗余的現象，很容易導致過程控制的可靠性降低，因此在具體工作中應結合實際情況，正確開展設備的管理活動，預防出現設備冗余的現象[5]；現場總線的控制工作中，管理層和底層區域的機械設備，相互之間信息交換十分復雜，因此在傳遞介質方面，需要重點進行通信功能的管理。尤其是一些規模很大，控制點十分分散的系統，應結合實際情況正確采用現場總線控制方式，以確保各方面工作符合要求。一般現場總線控制的工作中，可以采用多臺機械設備針對一臺過程控制的裝置進行處理，復雜性的完成相關控制任務。與傳統的過程控制方式存在差異性，在實際工作中能夠有效進行協調管理，滿足相關工作要求[6]。

3 結 論

近年來，在生產過程控制的過程中，受到較多因素的影響，還存在很多問題。因此，在實際的控制工作中，應樹立正確觀念意識，采用現場總線的控制方式開展工作，以提升各方面的工作質量與水平。將現場總線控制的方式合理應用在過程控制中，遵循科學化的工作原則，有效增強整體的過程控制合理性和科學性，保證在實際工作中全面增強各方面的過程控制效果，將現場總線控制的優勢發揮出來。