Rezabek称现场总线是数字集成的关键

发布时间：2007-07-12

　　现场总线基金会最终用户咨询委员会主席John D. Rezabek在接受本月的Fieldbus Facts Online专访时，谈到了智能设备诊断的发展和最主要的数字网络协议之间的差别。John是美国俄亥俄州莱马的ISP Chemicals公司的过程控制专家，作为基金会技术的最终用户，具有丰富的经验。

    FFO：智能设备诊断近年来是如何发展的？
    JDR:起初我们几乎仅仅是让过时的HART诊断功能在现场总线内发挥作用。我记得当初只是刚刚接触它们，当然很想知道，它们发挥作用后能给我们带来什么益处。即使在今天，类似于“A/D板更新误差”或“EPROM故障”等问题的诊断还是少不了的，有些设备还有其它一些问题需要诊断。例如，我们需要检测上游泵内的气蚀的诊断。
    目前据我所知，在大多数变送器厂商中至少有三家厂商提供插入式取压管线检测能力。我认为，这些能力对最终用户来说，更加具有吸引力，而且将来更加有用，因为我们在应用和工艺连接时遇到的问题比设备本身遇到的问题更严重。
    通过统计过程检测和通常被过滤出信号的“噪声”分量完成某项非常有趣的工作。ExxonMobil和 Shell的相关项目已利用该信息检测燃油加热器和FCC提升管内越来越严重的不正常工况。要避免这种不正常状态的出现，人们通常通过预测设备的损耗或类似的原因，通过“全面生产维护”实现仍然不菲的效益。
    FFO：基金会现场总线诊断如何不同于其它协议的现场总线诊断？
    JDR：我不是Profibus的用户，但是我在Siemens的朋友Tanmoy Basu告诉我，它在使用范围上与基金会现场总线相比，略有不同。Profibus PA是一种主——从系统，但是它没有类似于基金会现场总线那样的正式“用户层”，因此主系统控制方案在如何利用诊断信息方面可能是不一样的。
    HART能满足基本的诊断要求。我至少就知道有一家供应商正在将插入式取压管线检测或者是SPM（统计过程检测）转由HART处理。像我那样的左邻右舍用户已经遇到了在控制策略中利用状态信息的挑战，既是我们采用的系统也有自然支持HART通信的I/O卡。你可能会碰到诊断用上设备管理软件或者专门满足供应商要求的工具；但在大多数情况下，如果出现问题时，你最好是仔细考虑一番。如果凌晨2点寒风阵阵使气温达到-20℃下时，取压管线在15封分钟内就结冰了，当你早晨来时，它早就成了过时新闻了。
    基金会现场总线的供电预算更大，而且网络上的所有设备都能发出警报信号/或者在工况被检测的相同扫描（宏周期）条件下修改标准（和粒状）信息状态。由于基金会技术是用户层和标准功能块的，它们全都用同样的方法支持变化不断的信号状态。例如，现场总线PID（比例-积分-微分）使控制方式变为“手动”，并且通过默认值控制住最后一个输出信号，它不会有任何由用户生成的逻辑。在同时设置了及时和可组态的报警信号后，能避免出现情况相同的不正常状态。
    FFO：诊断技术在哪些方面是相同的？
    JDR：Profibus PA与基金会现场总线同样都有物理层，而且它们的供电预算也是相同的。因此，唯一说得通的是，供应商提供的诊断效果是一样的。
    有家供应商告诉我，他们提供的HART同样能够达到复杂的诊断效果——特别是能实现满足运行要求的“静摩擦力”诊断。主要的不同之处是乎就是，HART设备必须要有或者必须“计划安排”要有诊断功能。例如，我曾经见过一种允许计划安排有诊断功能的AMS（设备管理系统）。我不能肯定诊断要花多长时间，但是我敢保证诊断工作能持续下去，就像基金会现场总线设备内开展的诊断工作那样，它更有可能是检测即将发生的故障或者迫在眉睫的不良性能。
    FFO：用户通常如何使设备现行的诊断能力发挥作用？
    JDR：我曾经经历过最有趣的事情是ExxonMobil和Shell中所做的工作，SPM能力在其中被用来监测燃油加热器火焰的不稳定性，或者用来监测FCC（流体催化裂化）提升管内不良的流化。
    我们在自己的项目中采用了更简单的方案。我们在一些具体实践中实施了插入式取压管线检测和SPM手段。我们所有承担“关键”任务的阀门都有在线的摩擦力诊断。
    FFO：与其它选择比较，特别是当基金会技术涉及到设备管理、维护等作用时对该技术的投资价值是什么？
    JDR：我要说的是，构成利益的基础的技术与概念是ARC称之为基金会现场总线“基于对象”性质的东西。现场总线上的设备是有自主权的，它们支持“发布和接收”以及报文。在工厂内，这意味着信号状态、诊断和报警是针对设备的，并且被“发布”到主机——不需要采用投票或主一从交易的方式。基金会现场总线用户层经过它的发明人的精心打造，成为了一种控制系统——它不单单是仪表用的设备网络。
    这意味着，对于AMS和维护而言，设备本身完成诊断，向用户发出报警信号，并且存储独立与主机或snap-on服务器的诊断和历史数据。
    与专门满足AMS需要的总线不同的是，现场总线也起到控制系统的作用，提供老式平台，努力争取接近的某种程度的冗余。由于所有的设备智能与使功能块实现互联的信号交织在一起，因此当不正常状态，或者更为常见的是自己造成的厄运出现时，我们的工厂不大有可能去终结“这些不正常的现象”。
    FFO：如何能够根据正常运行时间更长、维护效果更好、可用性更大等优点来证明对现场总线控制设备进行投资是有道理的？
    JDR：我在技术改造项目的现场争辩到，“增加”的投资不是那么大。如果你真的想要你得DCS（数据控制系统）从现场设备的数据集成中得益，它需要进行更新换代的可能性还是很大的。上世纪九十年代推出的DCS，其中大多数目前不会，将来也不可能支持超越专有的协议的任何事情。如果你目前正在更新你的DCS和I/O卡，为何不采取现场总线？老式的“智能”仪表可能主要靠的是HART，但是你将需要至少对它进行一次全面的升级，才能使仪表具有现行最有用的诊断功能。
    如果你正在建设的是新建项目，你所采用的某种“不会过时的技术”在配备了现场总线后，能达到更高的水平。我得知，我即使在1999年购买的阀门定位器也能“迅速升级”到具有最新的性能诊断功能的版本。目前购买的许多设备保证支持“即刻升级”，因此，你暴露出来要摆脱陈旧硬件束缚的想法就显得太渺小了。
 基金会现场总线完全能用来起到控制系统的作用。其它用于过程工业大型项目的总线都不可能作出这样的断言。因此，基金会方案具有非凡的强大功能和容错能力。其它方案只能望其项背，而且这还得靠最终用户的不懈努力以及定制编程才能实现。基金会现场总线是一种固有的技术，它使基本和久经世故的最终用户能无拘无束地关注附加值更大的活动。
    如要了解更多信息，发电子邮件至john.rezabek@feildbus.org，与john.rezabek取得联系。