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基金会现场总线在某硫酸项目中应用 　　摘 要：近年来随着控制技术的发展越来越多的新建项目采用了现场总线技术。基金会现场总线是过程工业中使用最多的一种总线。本文主要介绍了基金会现场总线在某硫酸项目中网段划分的方法并介绍了现场总线技术目前存在的问题，阐述了现场总线系统（FCS）将和集散控制系统（DCS）走向融合的趋势。 　　关键词：基金会现场总线 网段划分 　　中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）02（b）-0091-02 　　现场总线（Fieldbus）是一种工业数据总线，应用在工业现场。在智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备之间实现双向串行多节点数字通信，以及这些现场设备和上层控制系统之间的双向信息传递。近年来随着技术的发展越来越多的新建项目都在尝试使用这一先进技术。目前在过程控制中使用比较多的是基金会现场总线和PROFIBUS两种。某国外硫酸项目控制系统采用了基金会现场总线，本文就其中现场总线的网段划分方法进行简要介绍。 　　1 基金会现场总线 　　基金会现场总线（FF）系统是为适应自动化系统、特别是过程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而专门设计的。它可以工作在工厂生产的现场环境下，能适应本质安全防爆的要求，还可以通过传输数据的总线为现场设备提供工作电源。其前身是以美国Fisher-Rosemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首，联合欧洲等地的150家公司制定的World FIP协议。这两大集团于1994年9月合并，成立了现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议。目前基金会现场总线标准由现场总线基金会组织开发。[1]（见图1） 　　根据基金会现场总线的特点，结合以往工程的经验，经过方案论证在这个项目中主要的模拟量信号采用总线仪表，安全仪表、DI/DO/MCC、进PLC系统的信号不采用总线仪表，使用传统DCS实现。FCS和DCS都使用EMERSON的DeltaV系统。基金会现场总线系统结构图如图1所示。 　　2 网段的划分 　　网段划分是现场总线应用中的重要内容，对充分发挥现场总线的优势，保证系统稳定运行具有重要作用。 　　2.1 系统工程指南中的划分方法 　　本项目参考基金会现场总线“系统工程指南2.0”进行设计。工程指南中介绍[2]：（1）现场总线的安装应采用树形、分支或组合拓扑结构。不要采用菊花链拓扑。（2）电缆应该采用基金会现场总线专用的单独屏蔽的双绞线对和全屏蔽电缆。（3）在没有安装中继器的情况下，现场总线网段的最大允许长度为1900 m。其中，网段总长度等于主干线和所有分支线的长度之和。（4）网段最大设备数为12。独立服务的1级阀门一个网段只能有1个，独立服务的2级阀门一个网段不能超过2个，独立服务的3级阀门一个网段不能超过3个。 　　2.2 本项目中采用的方法 　　结合以往工程的经验，经过方案论证在这个项目中按照以下原则进行设计：（1）现场总线的安装采用组合拓扑结构。（2）电缆采用基金会现场总线专用的单独屏蔽的双绞线对和全屏蔽电缆。（3）采用总线供电方式。一般不使用中继器。现场总线网段的最大允许长度不超过1500 m。（4）一条总线按照9块仪表考虑，个别的纯监视仪表可接10块仪表。根据现场仪表的位置情况，根据危险分散和阀门划分等级等因素综合考虑划分网段，将同一区域的相关参数尽量分在不同的网段上，结合国内总线阀门设置情况，一条总线上的3级阀门不应超过两个（见图2）。 　　图2是现场总线一个网段的网络连接图。网络采用组合型树形拓扑，总线上共有七个设备，其中有两个3级阀门。网段的总长度为230 m。 　　3 结语 　　从90年代FCS引入我国以来，以其全数字化、高控制分散、高开放性、现场仪表高可维护性等特点赢得了大家的共识，但是其推广应用一直较少。在大型系统中一般只是作为DCS的补充实现部分非核心的功能。在实际工程应用中暴露出在系统实时性、可靠性、安全性、经济性等方面相较于成熟的DCS还有不足。主要表现在以下几个方面。 　　3.1 故障率较高 　　FCS基于网络技术和智能仪表技术。一个网段一旦发生故障将会导致整个网段的全部仪表不可用。现场屏蔽一旦有问题将直接导致网络错误而不是模拟仪表的精度变差。DCS将控制功能放在机柜室，通常环境比较温和，不易出现故障。而智能仪表控制功能在现场实现，环境比较差，容易出现故障。 　　3.2 工程初期投资高，技术经济性有待提高 　　在FCS节省费用的宣传中，基本都是节省了I/O模块、电缆和桥架材料、敷设、安装等费用，但都淡化了智能仪表和网络附件等的费用增加。实际综合费用FCS比DCS还要高。 　　3