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資訊頻道 現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)想和概念是上世紀(jì)70年代在歐洲開(kāi)始形成的。從概念走向開(kāi)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(chǎng)總線技術(shù)被介紹到國(guó)內(nèi)大約是在80年代中期，之后一直是對(duì)概念的理解和在制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程中處于旁聽(tīng)的地位，局限在業(yè)界的極小范圍內(nèi)，沒(méi)有引起全行業(yè)足夠的重視。進(jìn)入90年代后開(kāi)始受到較多的關(guān)注，不過(guò)等到現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品和系統(tǒng)引進(jìn)到國(guó)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(shuō)它的技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)成熟了嗎？也許誰(shuí)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(dòng)化技術(shù)，譬如PLC，或者是同期開(kāi)始發(fā)展的技術(shù)，譬如DCS，我們今天完全可以說(shuō)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(gè)問(wèn)題值得思考！
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用取得很大的成績(jī)
據(jù)英國(guó)敏思管理咨詢公司（IMS）對(duì)工業(yè)通信中國(guó)市場(chǎng)的調(diào)查報(bào)告看，截至2008年在我國(guó)已安裝現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)估計(jì)為1166.75萬(wàn)個(gè)，其數(shù)量可以說(shuō)是夠龐大的。其中按通信協(xié)議來(lái)分：Profibus占24.2%（282.7萬(wàn)個(gè)）、CC-Link占11.16%（130.31萬(wàn)個(gè)）、DeviceNet占9.75%（113.83萬(wàn)個(gè)）、FF占1.67%（19.58萬(wàn)個(gè)）。顯而易見(jiàn)，工廠自動(dòng)化用現(xiàn)場(chǎng)總線的任一個(gè)協(xié)議（如Profibus、CC-Link、DeviceNet等），它們已安裝的節(jié)點(diǎn)數(shù)要比過(guò)程控制用現(xiàn)場(chǎng)總線（如FF）高整整一個(gè)數(shù)量級(jí)。
從以上的數(shù)據(jù)看，我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用近些年來(lái)有長(zhǎng)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(wèn)題，如現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)運(yùn)行的亞健康問(wèn)題，呼喚發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線的在線診斷技術(shù)，特別是物理層的高級(jí)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(wèn)題；再如不同現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在系統(tǒng)層面上的互操作問(wèn)題，即設(shè)備集成的問(wèn)題，尚待規(guī)范的出臺(tái)和推廣；特別是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的價(jià)值取向的全面正確的認(rèn)識(shí)問(wèn)題，更關(guān)系到它的可持續(xù)發(fā)展，這有待于自動(dòng)化全行業(yè)進(jìn)行再認(rèn)識(shí)。
用于工廠自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用，在我國(guó)發(fā)展基本上是健康的，爭(zhēng)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(chǎng)總線，主要是FF的發(fā)展。
表1給出了國(guó)內(nèi)迄今最大三個(gè)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(lái)看，這三大FF應(yīng)用工程一個(gè)比一個(gè)成功。上海賽科乙烯工程大規(guī)模全面使用FF現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)取得很大成績(jī)，用事實(shí)證明FF總線的通訊速度能夠滿足石油化工過(guò)程控制的要求；除少量?jī)x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(duì)儀表維護(hù)人員的培訓(xùn)，這是在充分認(rèn)識(shí)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(chǎng)設(shè)備時(shí)，必須考慮FF現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的設(shè)備描述文件的版本，以及是否通過(guò)了HIST（主機(jī)互操作測(cè)試）測(cè)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(gè)大項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，一定會(huì)取得更多成果。
2004-2005年，在我國(guó)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(wàn)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(méi)有再現(xiàn)，石油、石化系統(tǒng)新建大項(xiàng)目中很少會(huì)用FF現(xiàn)場(chǎng)總線。近一兩年來(lái)陸續(xù)上馬的采用FF的項(xiàng)目有五六十個(gè)，所上項(xiàng)目雖不算少，不過(guò)我們只要看2008年我國(guó)實(shí)際安裝FF的節(jié)點(diǎn)數(shù)僅為3.46萬(wàn)個(gè)，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(gè)大項(xiàng)目清一色是合資項(xiàng)目，這個(gè)現(xiàn)象難道不值得注意嗎？為什么我國(guó)全資的大項(xiàng)目不選擇FF現(xiàn)場(chǎng)總線，而寧愿選用HART呢？
我國(guó)流程工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的發(fā)展探討
看來(lái)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的發(fā)展，特別是用于流程工業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的發(fā)展，與原先的估計(jì)相距甚遠(yuǎn)。我個(gè)人認(rèn)為，這里牽涉到兩方面的問(wèn)題：一方面是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展本身的問(wèn)題，主要是對(duì)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的價(jià)值取向的認(rèn)識(shí)問(wèn)題，憑什么現(xiàn)場(chǎng)總線終究會(huì)取代現(xiàn)有的模擬技術(shù)？這將在很大程度上影響現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的發(fā)展進(jìn)程，以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)。從另一個(gè)角度看，如果我們僅僅將現(xiàn)場(chǎng)總線當(dāng)作工業(yè)通信的一類工具，而不是將它納入整個(gè)企業(yè)信息整合的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，更深層次對(duì)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(zhǎng)期擔(dān)任IEC 61158現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作組組長(zhǎng)的美國(guó)人Dick Caro，在2001年對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF應(yīng)用的發(fā)展做過(guò)一個(gè)很有影響的估計(jì)。當(dāng)時(shí)他樂(lè)觀地認(rèn)為，現(xiàn)場(chǎng)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(guò)去8、9年了，至今仍然爭(zhēng)論不斷。不僅僅在國(guó)內(nèi)，即使在德國(guó)等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家仍然分為兩派。到現(xiàn)在為止在所有的現(xiàn)場(chǎng)總線里面，全世界FF安裝的節(jié)點(diǎn)還沒(méi)有突破100萬(wàn)個(gè)。中國(guó)算是多的，到2008年已安裝了接近19.58萬(wàn)個(gè)。
在國(guó)內(nèi)，由于價(jià)格貴、難用、效果不理想等因素，對(duì)FF的反映持負(fù)面看法的多過(guò)持正面看法的，特別在石化行業(yè)更明顯。這至少說(shuō)明FF現(xiàn)場(chǎng)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(wèn)題，值得討論。
我國(guó)流程工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)總線？國(guó)外是怎樣看待這個(gè)問(wèn)題的？其實(shí)不只我國(guó)對(duì)FF現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用感到困惑，在德國(guó)同樣也存在問(wèn)題和挑戰(zhàn)。在今年《流程工業(yè)》雜志的第一期就刊登過(guò)一篇名為《討論現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用中的癥結(jié)》的文章，介紹了德國(guó)7位專家（用戶和儀表廠商）在圓桌會(huì)議上發(fā)表的各自的看法。討論得出的結(jié)論是：FF現(xiàn)場(chǎng)總線本身工作表現(xiàn)很出色，但現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的集成存在較大問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括：現(xiàn)場(chǎng)總線品種和規(guī)格滿足用戶要求；故障診斷簡(jiǎn)單方便；在空間非常緊張的流程設(shè)備中，現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)能很好解決問(wèn)題。主要問(wèn)題包括：現(xiàn)場(chǎng)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(jí)給現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用帶來(lái)的影響。
為了使問(wèn)題一目了然，筆者設(shè)計(jì)了一張中德業(yè)內(nèi)人士對(duì)流程工業(yè)用現(xiàn)場(chǎng)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(guó)專家的困惑更多集中于現(xiàn)場(chǎng)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(guó)內(nèi)的困惑更多的還是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線價(jià)值的認(rèn)識(shí)問(wèn)題和培訓(xùn)及服務(wù)還不能跟上等問(wèn)題。
為此，筆者認(rèn)為FF在我國(guó)發(fā)展速度放慢的原因可能有以下三個(gè)方面：
缺乏有力的應(yīng)用支持
我國(guó)沒(méi)有第三方的FF應(yīng)用技術(shù)支持服務(wù)機(jī)構(gòu)，來(lái)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(lái)自多個(gè)供應(yīng)商時(shí)，某個(gè)供應(yīng)商的技術(shù)支持難免是跛腳的。據(jù)說(shuō)在德國(guó)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(cè)實(shí)驗(yàn)室的幫助。我們期待在我國(guó)，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(hào)：11010802023656號(hào)