現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 離石化行業(yè)還有多遠(yuǎn)

工業(yè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可歸為三類(lèi)：485/MODBUS網(wǎng)絡(luò)、HART網(wǎng)絡(luò)、FieldBus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。

RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行和簡(jiǎn)單方便的工業(yè)組網(wǎng)方式。

HART網(wǎng)絡(luò)目前主要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，還沒(méi)有真正用到設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。
FieldBus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是新型的全分布式控制系統(tǒng)FCS的基石。
1、背景

90年代中期，一群名氣不大的先驅(qū)們開(kāi)始熱衷現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，在國(guó)內(nèi)各大展會(huì)頻繁亮相，希望以此打破一線(xiàn)品牌的壟斷地位。CAN總線(xiàn)和基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)FF總線(xiàn)兩大陣營(yíng)則忙著拉人入伙。儀表行業(yè)一線(xiàn)主流品牌據(jù)守傳統(tǒng)DCS市場(chǎng)，只儲(chǔ)備技術(shù)加入組織，甚至左右逢源兩不得罪，主導(dǎo)產(chǎn)品卻遲遲不亮相，態(tài)度比較曖昧。由于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)還沒(méi)有形成真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，多種標(biāo)準(zhǔn)并行并都有自己的生存空間，何時(shí)統(tǒng)一，遙遙無(wú)期。支持現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的儀表種類(lèi)還比較少，可供選擇的余地小，價(jià)格又偏高，用量也較小。

而正是這一時(shí)期，濱化一群牛人們自己搗鼓了一套小型DCS系統(tǒng)，使用輸力強(qiáng)(Solartron)的IMP系列20路萬(wàn)能型數(shù)據(jù)采集器，采用一種叫Q總線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)，饋電通訊使用一根電纜，多達(dá)1000個(gè)參數(shù)集中傳輸?shù)较到y(tǒng)。這套系統(tǒng)在山東地?zé)拸V受歡迎，提前圓了地?zé)捜说腄CS夢(mèng)。一晃二十多年，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)依然在路上奔波看不到終點(diǎn)。

石化行業(yè)，歷來(lái)以追求穩(wěn)健可靠為著稱(chēng)，對(duì)新東西興趣并不大，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型變送器在石化行業(yè)仍少人問(wèn)津。隨著裝置規(guī)模的擴(kuò)大，動(dòng)輒上萬(wàn)點(diǎn)的系統(tǒng)比比皆是，測(cè)控裝置規(guī)模的擴(kuò)大帶來(lái)儀表裝置投入的大幅度激增。由于裝置規(guī)模較大，加上安全管控越來(lái)越嚴(yán)，出于免責(zé)需要，以地?zé)挒榇淼氖萝妼?duì)進(jìn)口儀表情有獨(dú)鐘，一再表明改頭換面的決心和亮出實(shí)力。

撇開(kāi)大路走兩廂，是我軍歷來(lái)的一貫戰(zhàn)術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型采集儀表制造商，棄控制回路于不顧，在純顯示測(cè)點(diǎn)上開(kāi)始發(fā)力。既可以讓用戶(hù)用到品牌儀表，又不會(huì)抬高投資成本，而石化裝置比例較大的溫度采集點(diǎn)成了最好的試驗(yàn)田。MTL830多路溫度采集器以其防爆世家的出身成為一個(gè)引人注目的典型代表。

2 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)走來(lái)了，給我們帶來(lái)了什么？


一
總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、本安防爆：

MTL830系列多路轉(zhuǎn)換器采用Modbus總線(xiàn)方式通訊，將多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過(guò)通訊線(xiàn)傳送到控制室，為溫度傳送提供了一個(gè)最經(jīng)濟(jì)的解決方案。

MTL830系列轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的變送器安裝在危險(xiǎn)區(qū)的0區(qū)，系統(tǒng)中的所有非控制的溫度電（熱電偶/熱電阻）采用本安方式防護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)的溫度點(diǎn)通過(guò)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的溫度采集模塊連接，并將采集的溫度信號(hào)以數(shù)字方式傳送到控制室。連接的信號(hào)可以是熱電偶、熱電阻和mv型號(hào)輸入。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的采集模塊防護(hù)等級(jí)為：Exia IIC T4，模塊的供電采用回路供電方式。

二
冗余通訊、廣泛兼容：

危險(xiǎn)區(qū)的變送器和安全區(qū)的接收器之間采用冗余的數(shù)據(jù)線(xiàn)通訊，連接電纜既是數(shù)據(jù)通訊線(xiàn)又是電源線(xiàn)，最大的通訊距離可達(dá)2km，通訊的波特率最高達(dá)到19.2K。

溫度點(diǎn)同DCS的通訊方式采用Modbus-RTU，通訊接口為RS485。在控制室有一個(gè)接收器，用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換為DCS或PLC接受的Modbus-RTU協(xié)議。可以同各家DCS （Honeywell,Yokogawa,ABB,Emerson,Foxboro等）進(jìn)行通訊連接。

三
省工省錢(qián)、維護(hù)方便：
?現(xiàn)場(chǎng)變送單元通過(guò)總線(xiàn)同控制室連接，節(jié)省大量的熱電偶補(bǔ)償電纜。
?現(xiàn)場(chǎng)變送單元可放置在危險(xiǎn)場(chǎng)所的0區(qū)，防護(hù)方式是Exia，在危險(xiǎn)場(chǎng)所使用MTL830多路轉(zhuǎn)換器將大大減少安全柵的用量。
?通訊方式連接使得DCS 的I/O卡件可以大量節(jié)省，并可以節(jié)省機(jī)柜空間。
?電纜的節(jié)省使得現(xiàn)場(chǎng)施工量大幅度減少，可以節(jié)省大量人工，可以節(jié)省50%的安裝費(fèi)用。

?維護(hù)工作量大幅度減少，維護(hù)費(fèi)用急劇下降。

四
組網(wǎng)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)靈活：
?每個(gè)MTL831可以連接16路熱電偶信號(hào)，每個(gè)MTL838可以連接 2個(gè)MTL831；
?MLT831和M TL838之間通過(guò)兩對(duì)冗余的電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；
?MTL838通過(guò)MODBUS協(xié)議同DCS進(jìn)行通訊；

?每個(gè)DCS通訊口可以連接31個(gè)MTL838，因此最多可連接992個(gè)熱電偶。


3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，艱難走過(guò)二十年，終于離我們?cè)絹?lái)越近，它以省卡件、省安全柵、省電纜、省施工量、省機(jī)柜空間、省錢(qián)六大優(yōu)勢(shì)獲得人們的青睞。隨著人力資源的緊缺，總線(xiàn)型產(chǎn)品的應(yīng)用前景逐步明朗，冬天過(guò)去了，春天還會(huì)遠(yuǎn)嗎？