让自动化的明天更好

作者:本刊采访组 文章来源:《流程工业》2004年第9期 发布时间:2013-01-09
在自动化行业,标准一直是人们所关注的,但是在自动化控制领域,多种现场总线标准的存在却给用户在使用过程中带来了许多麻烦.

选择一种技术标准

在自动化行业,标准一直是人们所关注的,但是在自动化控制领域,多种现场总线标准的存在却给用户在使用过程中带来了许多麻烦。于是在行业里有人就认为“多总线标准实际上等于没有标准”。对此,Berge先生建议,用户不应在工厂里混合使用不同的总线,而应当选择一个标准技术并贯穿全厂使用。尽管现在许多控制系统都支持多总线技术并可使它们在一个混合的环境中工作,最大的问题是后期的支持。对于维护人员来说,支持多种共存的总线技术将非常困难,因为它们需要不同的工具,有不同的供电要求、电缆要求及不同的拓扑结构等。因此,用户应当坚持要求他们首选的总线技术,即使这意味着更换供应商。如果用户采用不同的总线技术,日后的支持将必然陷入困境。当然,对于制造商不利的一面是他们不得不提供支持多种总线技术的产品。

总线的飞速发展,无疑也促进了以太网的前进。随着技术的不断发展,以太网技术也在不断的完善,Berge先生也认为“以太网是重要的”,对于业内“网线之争”的讨论,Berge先生则指出:“以太网是用于控制系统的控制器层的,而不是现场层。以太网和现场总线是相互补充的,而不是相互竞争的关系。这正是为什么所有总线组织都提供现场总线和以太网方案的原因。”

由于技术还不算很完善,以太网的应用主要限制于控制室中。例如,它的传输距离为100米,它需要昂贵的LAN开关,它不提供本安供电,它需要特殊的数据电缆等。“正因为如此,以太网不适用于工厂中数以千计的现场设备。”Berge先生总结说。

网线之争的实质

如今,为了争夺市场,不同的以太网之间的竞争也是很激烈的,“它们都用同样的以太网,同样的IP以及同样的TCP和UDP。它们主要的区别在于应用层协议。”在自动化领域有18年开发和应用经验的Berge先生提醒我们,“在市场上有一种错误的概念,认为所有的以太网设备都可互操作。这是大错特错的。有成千上万的系统和组件采用以太网上的‘专有’应用层协议。当用户购买以太网协议时,一定要特别注意其所采用的应用层协议。这一协议必须是一个开放的协议,如基金会现场总线(FF)或Modbus/TCP。不要掉入‘开放以太网和TCP/IP’的陷阱。”

智能化仪表的实现

这几年,“智能化”的概念已经被赋予了更多的涵义。例如目前“智能仪表”的提法已经非常盛行,智能化的仪表到底是什么样子的?Berge先生给我们做了一个非常好的解释:“‘智能’仅仅指设备带微处理器并具有通信能力。”

纵观整个行业,几乎所有的总线技术都能满足这一要求。“由于我们关于‘智能’的定义在不停地改变,我们将永远不会有真正‘智能’的设备。”Berge先生给我们举了一个简单的例子:单从仪表的意义上讲,我们期望能对一台智能变送器进行远程量程设定,或对一台阀门远程操作。我们还期望智能变送器带有辅助的传感器,以测量环境温度等,并将此类测量用于补偿主要测量变量,以减少环境条件对测量精度的影响。随着总线技术及在线工厂设备管理(OPAM)的应用,我们也期望设备携带更多的自诊断功能,以便检测来自设备自身,传感器,甚至过程接口的故障。
可靠性与稳定性同时进行

同时,仪表的可靠性和稳定性也是开发的重点,要同时满足这两方面的技术看起来有些矛盾,Berge先生则说:“我不认为有任何矛盾。也许这里有些误解。提高准确度并不意味着降低可靠性。我认为目前一些高端仪表的准确度已经达到了很高的程度,以至于更进一步的准确度提高将不再有可量化的益处。因此,制造商的研发方向是针对设备管理和安全的更多的诊断功能。这里主要的挑战是在增加诊断功能的同时不增加太多的组件,因为太多组件将增加故障率。”

SMAR投入了大量的研发致力于更智能的设备诊断功能,并将这些功能友善地展示给工厂地技术人员。最后,智能设备还应该实现本地控制功能,使控制可以分散至现场,以减少对大型中央控制器的需求。控制的分散有利于提高控制的可靠性及有效性。

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