一、現(xiàn)狀及問題
　　隨著電子技術，特別是計算機技術的迅猛發(fā)展，于1975年出現(xiàn)了DCS(分散型控制系統(tǒng))，隨后又出現(xiàn)了PLC(可編程控制系統(tǒng))，這些新的控制系統(tǒng)無論是功能、系統(tǒng)靈活性、升級等多方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的單體儀表和繼電器控制，因此得到了廣泛的應用。在水泥行業(yè)，目前新建的水泥廠基本上都采用了DCS或PLC控制，一些老廠也進行了相應的技術改造，提高了控制水平。但目前的DCS或PLC系統(tǒng)仍然存在不少缺陷，如：
　　1.目前的DCS或PLC系統(tǒng)，絕大部分的DCS或PLC制造廠的產(chǎn)品由各自的硬件和軟件構成自己產(chǎn)品的體系，其中多少都含有自己的專利技術，彼此封鎖，只能通過網(wǎng)關等接口才能與其他廠商的系統(tǒng)進行通信，通訊速度普遍偏低。傳統(tǒng)的DCS或PLC系統(tǒng)，是將現(xiàn)場的IO(AI、AO、DI、DO等)，全部接入系統(tǒng)的IO卡件，當系統(tǒng)規(guī)模增大，如此眾多的檢測信號匯集到DCS或PLC的入口處，不可避免地會出現(xiàn)“瓶頸”現(xiàn)象，導致信號堵塞，降低了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
　　有的DCS或PLC系統(tǒng)仍然采用自己的數(shù)據(jù)庫，不利于其他系統(tǒng)的訪問(如管理系統(tǒng)等)發(fā)展以太網(wǎng)將成為工業(yè)控制網(wǎng)的主流，甚至取代其他網(wǎng)絡。
　　1990年以太網(wǎng)成為國際標準，以前大多數(shù)業(yè)內人士認為，它是為用于信息工業(yè)而設計的，采用碰撞檢測方式進行通信的，當甲方需要與乙方進行通信時，如乙方正與丙方在通信，則甲方就必須等待，當再次檢測到乙方已經(jīng)通信完畢，甲乙雙方才能進行通信，不能滿足工業(yè)控制在實時性上的要求。但隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，以太網(wǎng)的通訊速度以從10MB發(fā)展到了100MB、數(shù)100MB、甚至上1000MB，再加上交換設備(交換機)的出現(xiàn)，大大減少了碰撞的機率，網(wǎng)絡實時性不再成為問題。而且，它是一個開放性很好的通訊協(xié)議，各大DCS或PLC廠商均推出了相應的以太網(wǎng)產(chǎn)品，在實際的工業(yè)控制系統(tǒng)也取得了良好的效果(如我院設計的拉法基-都江堰水泥廠8000余點的大型控制系統(tǒng))管控一體化隨著管理水平的提高，管理意識的增強，希望從管理中增加效益，現(xiàn)代企業(yè)管理者希望從DCS或PLC控制系統(tǒng)中得到相關的數(shù)據(jù),如數(shù)據(jù)記錄、報警記錄、設備狀態(tài)記錄、操作記錄等，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄和其強大的數(shù)據(jù)分析能力，可計算各個車間的日平均產(chǎn)量和耗電、耗煤量，以及一個月的總產(chǎn)量、耗電量和耗煤量等，這為提高總產(chǎn)量降低總成本提供了科學依據(jù)。
　　通過其數(shù)理統(tǒng)計功能可對歷史數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，通過報警記錄分析對潛在的質量問題發(fā)出警告，使用管理人員和技術人員以從專注于質量程序的改進階段中解放出來。當生產(chǎn)線事故發(fā)生后，可根據(jù)報警記錄、操作記錄及時查清事故原因。并各臺工藝設備的運行時間、起動次數(shù)和故障次數(shù)進行統(tǒng)計分析，當設備使用期已過時發(fā)出警告信號，可在檢修期內及時更換，避免在生產(chǎn)中頻繁故障。并能通過Web網(wǎng)關功能使管理人員能夠在世界上的任何地方通過Internet訪問工廠的數(shù)據(jù)。工廠管理人員在辦公室，家里或是賓館房間，獲取工廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)就象打一個電話那樣簡單，使工廠管理人員能隨時掌握工廠生產(chǎn)的實際情況(這些數(shù)據(jù)的獲取必需通過密碼確認后才能進入，確保系統(tǒng)安全)。
　　2. 數(shù)據(jù)庫的標準化
　　目前一些DCS或PLC制造商已經(jīng)采用了國際上通用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如Microsodt SQL),并提供了相應的API接口。
　　3.現(xiàn)場控制總線FCS系統(tǒng)
　　現(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表與控制室系統(tǒng)之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向通信與多站的通信系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線在企業(yè)網(wǎng)(Intranet)內僅處于最低層的控制系統(tǒng)(Infranet)。檢測和控制的點數(shù)不斷增加時，使眾多的檢測信號匯集到DCS的入口處，不可避免地會出現(xiàn)“瓶頸”現(xiàn)象，導致信號堵塞，降低了系統(tǒng)的安全性和可靠性。而且如此大量點到點的電纜，不但增加了線路敷設設計的難度和施工的復雜性，同時也增加了投資和安裝、調試與維護的費用。因此用戶迫切需要現(xiàn)場總線與智能化的現(xiàn)場儀表，以便將60-80%的控制功能下放到現(xiàn)場儀表，減少DCS處理信息的壓力，增強系統(tǒng)的可靠性和安全性，同時也可減少電纜及其相關費用。
　　采用現(xiàn)場控制總線FCS系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：
　?、?現(xiàn)場總線開放性好，可互操作性與可互換性，全數(shù)字化，用不著象DCS或PLC那樣需A/D或D/A轉換(精確度可以從±0.5%提高到±0.1%)，雙
向通信，智能化的現(xiàn)場儀表。
　?、?可以減少1/2-2/3的隔離器、端子柜、I/O終端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜子，這樣就節(jié)省了I/O裝置及裝置室的空間。
　　⑶ 可以減少電纜的用量，費用可以節(jié)省66%或更多(電纜費用)。
　?、?由于可以將PID功能植入到變送器或執(zhí)行器中去，使控制周期大為縮短。目前可以從DCS的每秒調節(jié)2-3次增加到每秒調節(jié)10-20次，從而改
善了調節(jié)性能。
　?、?組態(tài)簡單，安裝、運行、維護簡便。
　?、?用戶可以自己擇優(yōu)選擇，達到最佳集成。
　　當然，目前的現(xiàn)場控制總線也還存在一些缺陷，如通訊協(xié)議不統(tǒng)一，如美國Rockwell公司支持的ControlNet、德國西門子公司支持的Profibus-DP/PA、丹麥Process Data公司支持的P-Net、Fisher-Rosemount公司支持的FF HSE、美國波音公司支持的Swift Net、法國Alstom公司支持的World FIP、德國Phoenix Contact公司支持的Interbus。一些國外的大公司還推出自己的標準，如日本三菱的CC-LINK、法國Shneider公司的Modbus等，國際上一些公司與組織正在緊鑼密鼓地在進行用以太網(wǎng)(Ethernet)來做現(xiàn)場總線的研究與開發(fā)工作。
　　另外目前每一條現(xiàn)場總線通訊速度較低而且只能帶十幾臺防爆型智能變送器、價格偏貴等。
　　現(xiàn)場總線固然會給用戶帶來效益，但它畢竟處于企業(yè)網(wǎng)的最低層，局部雖有效益，但有時卻不能為企業(yè)帶來整體效益。因此，現(xiàn)場總線必須與企業(yè)的管理自動化(如采用ERP……)相結合，也就是所謂管控要一體化。
　　三、展望
　　從發(fā)展趨勢看，目前雖然傳統(tǒng)的DCS或PLC系統(tǒng)，將受到現(xiàn)場控制總線FCS系統(tǒng)的嚴重挑戰(zhàn)，但不會被消滅，今后在相當長的時間內隨著電子技術和信息技術的發(fā)展，DCS或PLC系統(tǒng)同現(xiàn)場控制總線FCS系統(tǒng)會相互滲透、相輔相成共同發(fā)展，但現(xiàn)場控制總線FCS系統(tǒng)將成為現(xiàn)場儀表和設備的信息交換和控制的主流；
　　以太網(wǎng)將現(xiàn)場控制總線的主流通訊協(xié)議，甚至取代其它通訊協(xié)議；
　　Web服務器將大量進入工業(yè)控制網(wǎng)。（中國水泥網(wǎng) 轉載請注明出處）