陳勁松

（中國電子科技集團公司第三十八研究所,合肥 230000）

1 FCS的簡述

隨著科技的迅速發(fā)展，F(xiàn)CS在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，F(xiàn)CS即現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的英文名稱縮寫，它是在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微電子技術(shù)以及通信技術(shù)迅速成熟的前提下，結(jié)合自動化控制所形成的一種產(chǎn)物。其主要是根據(jù)現(xiàn)場儀表的形式，與控制室中人機界面進(jìn)行連接，從而形成一個系統(tǒng)，其特點包含全分散、全放開、可操作、全數(shù)字化等，屬于生產(chǎn)過程中，重要的自動化控制系統(tǒng)。FCS在計算機局域網(wǎng)中被稱之為自動化處理，屬于自動化領(lǐng)域的重要組成。標(biāo)志著我國在工業(yè)領(lǐng)域中開創(chuàng)了新的發(fā)展機遇，引導(dǎo)著新的發(fā)展方向，同時對計算機自動化等很多領(lǐng)域產(chǎn)生重要作用。

2 FCS工業(yè)自動化領(lǐng)域中的優(yōu)勢

（1）強化工業(yè)自動化領(lǐng)域現(xiàn)場信息集成手段。 FCS的應(yīng)用，能夠幫助工業(yè)自動化領(lǐng)域增強現(xiàn)場控制能力，尤其是現(xiàn)場的總線能夠從設(shè)備中獲取非常有價值、大數(shù)量的信息，這些信息的收集很好的滿足當(dāng)前工廠自動化的需要，并且為CIMS系統(tǒng)進(jìn)行信息處理以及轉(zhuǎn)變等提供便利?，F(xiàn)場總線的數(shù)量非常多，其類型都是數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)形式，不僅革新了4-20mA信號，幫助工業(yè)自動化設(shè)備更好的進(jìn)入到工作狀態(tài)，同時及時檢測到故障，對所有參數(shù)都及時統(tǒng)計、傳送。與此同時系統(tǒng)能夠幫助工業(yè)自動化實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制基礎(chǔ)上，對遠(yuǎn)程參數(shù)也能夠及時備份，分析其中的變化原理，從中尋找更理想的發(fā)展手段。

（2）互換性、可操作性、繼承性等優(yōu)勢。針對不同生產(chǎn)廠家，其產(chǎn)品都需要保持相同的標(biāo)準(zhǔn)，這方面能夠很好的凸顯出互操作性特點，同時也隱藏著互換性優(yōu)勢。設(shè)備本身就具有非常強的集成能力，加上系統(tǒng)屬性為開放式，能夠滿足自身廠商需求基礎(chǔ)上，其他廠商可以根據(jù)自己專項特長為基礎(chǔ)，積極采取控制技術(shù)，比如說常見的控制算法或者工藝流程等，當(dāng)然也可以包含配方等，都能夠滲透到系統(tǒng)中，從這些方面來看，市場中很多監(jiān)控系統(tǒng)都是面向不同行業(yè)。

（3）可靠性較高、可維護(hù)性較好?？煽啃耘c可維護(hù)性也是重要的優(yōu)勢。尤其是當(dāng)前的現(xiàn)場總線中，其自動化監(jiān)控系統(tǒng)基本都是利用總線連接的方式，或者采取單一的I/O形式進(jìn)行連線，這些特點針對一些大規(guī)模的系統(tǒng)來講，存在很多不可靠因素，并且接線點也經(jīng)常會受到人為、環(huán)境等因素的影響，安全得不到保證。系統(tǒng)及時對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行診斷，其必須選擇在線診斷的形式，診斷之后如果發(fā)現(xiàn)問題及時上報，并且將問題類型進(jìn)行區(qū)分記錄，增強了可靠性，同時現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控期間，其參數(shù)都是提前設(shè)定好，如果遇到問題，及時進(jìn)行修改，體現(xiàn)了其可維護(hù)性特點。

3 FCS存在的缺陷

對于FCS來講，其具有非常多的優(yōu)勢，幫助工業(yè)自動化領(lǐng)域得到更好的發(fā)展，同時其還屬于探索發(fā)展階段，所以也存在一定的缺陷需要進(jìn)一步完善。

（1）FCS其工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用過程中，幫助其更好的進(jìn)行工業(yè)控制，但是網(wǎng)絡(luò)方面卻成為人們十分擔(dān)心的問題，尤其是FCS工作中總線只有一條，如果總線因為各種因素的影響出現(xiàn)斷開或者其他問題，整個系統(tǒng)都會受到牽連，甚至全盤崩潰。這個問題困擾著FCS在工業(yè)自動化中的應(yīng)用，當(dāng)然其出現(xiàn)之后相關(guān)人員一直對其進(jìn)行研究，已經(jīng)總結(jié)出一些解決措施，正?？偩€其運行包含固定的協(xié)議，可以對總線的物理層進(jìn)行技術(shù)處理，比如說冗余技術(shù)，或者對材料進(jìn)行優(yōu)化，選擇光纜等。這樣能夠在一定程度上減少問題的出現(xiàn)幾率。

（2）現(xiàn)場總線其工作標(biāo)準(zhǔn)以及類型等比較多，尤其是需要很多的儀表或者設(shè)備等，這些設(shè)備都需要選擇不同形式的總線連接，可是缺少一定的標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行規(guī)范與約束，這樣支持力度也不夠，設(shè)備的更換等都會形成一些不便。

（3）現(xiàn)場總線中安裝的各種產(chǎn)品都價格不菲，相比較來講，增加了工業(yè)自動化領(lǐng)域的生產(chǎn)成本，尤其是總線技術(shù)中所需要的儀器儀表等，更是價格十分昂貴，雖然分不同的檔次，但是總體來講還是讓企業(yè)望而卻步。

4 FCS在工業(yè)自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用

現(xiàn)場總線技術(shù)自開始推廣與應(yīng)用之后，逐漸在世界工業(yè)自動化領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，我國也不例外，現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)具有了一定的范圍，其引進(jìn)時間大概達(dá)到3-4年，冶金、制造、煙草機械以及石油化工等行業(yè)都開始引進(jìn)FCS。實踐表明，積極采用現(xiàn)場總線形式，其為工業(yè)自動化帶來很多好處，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，還能夠自行控制。同時其屬于通信網(wǎng)絡(luò)中重要的技術(shù)形式，在信息的接通以及電源的關(guān)閉或者開關(guān)閥門等都可以采用指令形式，都會及時將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。FCS的應(yīng)用直接對實際工業(yè)運行以及操作等安全進(jìn)行保證，同時對于一些比較惡劣的天氣，粉塵較大、噪音較大等環(huán)境中，都能夠保證系統(tǒng)操作的準(zhǔn)確無誤，他同時不會出現(xiàn)延緩或者推遲等。電磁干擾是比較常見的一種問題，F(xiàn)CS也能夠很好的預(yù)防其產(chǎn)生的影響。準(zhǔn)確將節(jié)點進(jìn)行分散，并且保證報文簡短精煉。自動化系統(tǒng)模式中，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)很多變化，這些變化最顯著的一點便是網(wǎng)絡(luò)信號條件下的傳送聯(lián)絡(luò)特征，這一個特征能夠利用單個節(jié)點為基礎(chǔ)，積極實現(xiàn)自動化功能形式。

5 FCS工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用問題分析

（1）現(xiàn)場總線協(xié)議范圍狹隘?，F(xiàn)場總線其協(xié)議范圍僅限于控制領(lǐng)域，雖然總線數(shù)量較多，但是收到各種因素的影響，范圍比較狹隘，首先真正的互操作性等優(yōu)勢，還需要深入探索。

（2）現(xiàn)場智能儀表應(yīng)用不理想。智能儀表應(yīng)用相對來講模塊較少，雖然其包含很多種基本功能模塊，分為基本、先進(jìn)等類型，但是可使用數(shù)量較少，簡單控制，無法實現(xiàn)復(fù)雜，先進(jìn)的控制算法，還需要進(jìn)一步完善。

6 結(jié)束語

FCS屬于新型自動化系統(tǒng)模式，其本身具有非常強的控制功能，非常符合工業(yè)自動化發(fā)展的需要，尤其是對其中的分散化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型，更是提供了很多的動力，當(dāng)然積極推廣該技術(shù)期間也遇到一些問題，需要不斷對其進(jìn)行改進(jìn)，為工業(yè)自動化領(lǐng)域的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

[1]白焰,吳鴻,楊國田.分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)—基礎(chǔ)、評選、設(shè)計和應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社.

[2]陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社,1999.