专有协议
虽然HART采用4-20mA的通讯技术取代了大多数炼油厂和石化工厂专有智能协议,部分工厂仍然拥有使用专有协议的仪表。 有些工厂几年前购买了使用专用协议输入卡的DCS,如今面临着一个问题,需要继续向相同的DCS供应商购买变送器以便维持互操作性。 由于选择受到了限制,只能购买价格昂贵的备件进行日后维护了。PROFIBUS-DP使这个问题迎韧而解,因为它使用了开放的标准化的通信方式。 现在的工厂越来越倾向于标准化的技术,他们会将基于标准化多路转换器或无线网关的设备管理系统接入DCS系统中,而绕过DCS输入卡中的专用协议。 多路转换器应用HART通信,直接访问来自于智能数字仪表的重要诊断信息。
总线技术的承诺
虽然对于现场总线而言布线成本的降低是首要的,来自于设备管理软件的维护保养成本的节省也是十分可观的。
利用软件可以进行过程仪表的识别、信息访问、远程诊断以及性能分析。 此外,操作统计、记录审查、标定的记录和整理、文件的访问、设备状态的监测,以及维护和服务记录等也在该软件的功能范围之内。
为了确保充分发挥设备管理软件的作用,它必须与操作人员工作站的软件紧密整合。操作人员可以方便地点击屏幕上的问题设备或设备报警,以打开该设备页面,检查设备的健康状况。同样重要的是,设备管理软件必须整合到日常的工作流程中。

图2:通过基于EDDL的设备管理软件可以访问信息并减少养护成本。
基于IEC 61804-3标准的EDDL技术也非常重要,因为它是开放式标准协议的一个关键组成部分。 EDDL是HART、基金会现场总线和PROFIBUS协议的必要组成部分,这是因为它能使各种工厂现场设备在同一个软件中显示出来。设备的每种版本都配备一个EDDL文件,该文件同软件进行通信,以确定如何获得设备内的信息并将信息以用户友好的界面显示出来。 关键在于,EDDL文件是放置在压缩文本内的, 不在编程语言内, 这样在将新设备集成到控制系统中时,就不必安装可能给系统稳定性带来风险的新软件了。

图4 数字自动化系统结构

图5 数字自动化系统控制器配有接口卡以适应不同类型的总线技术
数字工厂结构
可提供开放式标准通信的所有优点,数字工厂结构应用现场仪器仪表及设备的智能,通过将准确、有用的信息及时传达给操作和维护人员,从而改进过程和工厂的效率。
由于各种设备都使用不同的协议来传递其独特的功能(表1),我们要将工厂中不同的总线技术有效整合起来,发挥数字工厂的最大优势。所以控制系统必须具有整合所有协议的能力,而不是被要求使用更复杂的而功能。
表1 设备类型和协议有效性
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ASI |
HART |
DP |
FF |
控制变送器 |
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X |
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X |
控制阀 |
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X |
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X |
马达驱动 |
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X |
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安全设备 |
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X |
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安全阀 |
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X |
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二位开关 |
X |
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二位阀门 |
X |
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|
X |
开关电磁阀 |
X |
|
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电动执行机构 |
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|
X |
X |
更少的方案。 具体来说,工程师站的软件必须支持各种现场总线的组态,而不是一个采用独立软件的复杂方案。
应用最好的现代技术并采用最好的操作规程,装备有完全集成的数字工厂结构的工厂将在每一个工程阶段获得非凡的速度和效率。后续操作将提供更好的改进。对于过程制造商来说, 开放的标准化的基金会现场总线和补充的总线技术为实现以上这些优势起到了至关重要的作用。
参考文献
1. Jonas Berge,”过程控制用现场总线:工程、操作和维护保养” ,ISA, 2002,
ISBN 1-55617-760-7H Enquiry Number 1/2-01 HA
该文发表应感谢艾默生过程管理新加坡公司的经理Jonas Berge先生。 Jonas Berge先生曾在瑞典学习,在仪器仪表及控制系统的开发和应用领域拥有超过20年的丰富经验。他是基金会现场总线的设计师之一,ISA的高级会员,新加坡现场总线基金会营销协会的会长, 和“用于过程控制的现场总线:工程、操作、和维护保养”以及“自动化软件 :结构、集成和安全”两本书的作者。 Berge先生于1999年获颁ISA优秀文献奖。
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