現(xiàn)場總線給自動(dòng)化技術(shù)帶來的深刻變革

RichardJ.Timoney

理查德.蒂莫尼

President&CEO

主席和總裁

FieldbusFoundation

現(xiàn)場總線基金會(huì)FieldbusFoundation現(xiàn)場總線基金會(huì)“ChangingthePlayingField”“自動(dòng)化技術(shù)的深刻變革”當(dāng)前工業(yè)展望最終用戶尋求開發(fā)性的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)以便實(shí)現(xiàn)信息集成排除封閉的自動(dòng)化技術(shù)帶來的障礙挖掘工廠的潛能最終用戶盼望得到真正的規(guī)?？勺兛刂品桨改軌蚣涩F(xiàn)有的設(shè)備能夠和現(xiàn)有的舊系統(tǒng)共存能夠保護(hù)以有的投資新技術(shù)和舊技術(shù)的對比你會(huì)買一輛1985技術(shù)的新車嗎?12MPG,沒有安全氣囊,化油器,要不斷試驗(yàn)看到故障才能解決問題，路邊的小維修店……還是買一輛2007技術(shù)的新車?

混合動(dòng)力45MPG,前座和側(cè)面氣囊,電噴,助力,GPS,電腦自動(dòng)檢測,4S店專業(yè)的維修服務(wù)……現(xiàn)場總線基金會(huì)的技術(shù)是集數(shù)據(jù)、通訊、工廠資產(chǎn)和事件管理的一體化的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)。它在實(shí)現(xiàn)設(shè)備和控制系統(tǒng)互操作的同時(shí)，將控制功能高度分散到工廠的各個(gè)層面。現(xiàn)場總線基金會(huì)的技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了一體化的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)…這是目前最先進(jìn)和靈活的技術(shù)之一.它不只是簡單的用數(shù)字信號(hào)替代現(xiàn)場4-20mA信號(hào).它的技術(shù)不為某家供應(yīng)商所獨(dú)有，它是基于國際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。在過程自動(dòng)化領(lǐng)域，它為用戶提供了一個(gè)通用的技術(shù)平臺(tái)，利用這個(gè)平臺(tái)，用戶可以實(shí)現(xiàn)最佳的業(yè)務(wù)運(yùn)作和持續(xù)不斷地提高工廠的效益現(xiàn)場總線Ff帶來自動(dòng)化技術(shù)的深刻變革豐富的功能塊模型統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式時(shí)間的同步控制的精確性信息的發(fā)布和預(yù)定模式具有極高的可用性采用國際標(biāo)準(zhǔn)的控制網(wǎng)絡(luò)可靠的網(wǎng)絡(luò)管理功能

現(xiàn)場總線基金會(huì)的技術(shù)涵蓋了ARC定義的協(xié)作式過程自動(dòng)化系統(tǒng)的各個(gè)關(guān)鍵方面.現(xiàn)場總線Ff帶來自動(dòng)化技術(shù)的深刻變革現(xiàn)場總線基金會(huì)的技術(shù)采用功能塊的結(jié)構(gòu)，這使得在現(xiàn)場的控制變成可能。在現(xiàn)場的控制可以提高控制回路的完整性和可靠性。現(xiàn)場總線基金會(huì)的網(wǎng)絡(luò)管理功能和鏈路活動(dòng)管理器的技術(shù)可以確保網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)運(yùn)行。冗余的技術(shù)從上到下都可以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)場總線基金會(huì)的安全儀表系統(tǒng)(SIS)的概念將給儀表安全系統(tǒng)和特殊控制系統(tǒng)帶來革命性的變革。根據(jù)NIST(美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)委員會(huì))的統(tǒng)計(jì),由于由于控制系統(tǒng)的失靈和操作人員對控制危機(jī)狀況的解決不力而對美國經(jīng)濟(jì)造成的損失，每年高達(dá)200億美元?，F(xiàn)場總線Ff帶來自動(dòng)化技術(shù)的深刻變革現(xiàn)場總線基金會(huì)已經(jīng)發(fā)布的技術(shù)規(guī)范H1現(xiàn)場總線(31.25KBIT/S)網(wǎng)絡(luò)管理

數(shù)據(jù)鏈接服務(wù)

數(shù)據(jù)鏈接協(xié)議

現(xiàn)場總線信息規(guī)范現(xiàn)場總線訪問子層系統(tǒng)管理規(guī)范功能塊功能塊部分1–功能塊模型功能塊部分2–基本功能塊功能塊部分3–高級功能塊功能塊部分4–多輸入、輸出功能塊

功能塊部分5–柔性功能塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高速以太現(xiàn)場網(wǎng)總線(100MBIT/S)以太網(wǎng)形態(tài)現(xiàn)場設(shè)備訪問系統(tǒng)管理冗余網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)范設(shè)備描述設(shè)備功能文檔設(shè)備描述語言(DDL)工具公共下載工具SIS功能塊SIS應(yīng)用模型SIS現(xiàn)場總線(31.25KBIT/S)SIS協(xié)議SIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)SIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述安全儀表系統(tǒng)（SIS）要求安全要求規(guī)范現(xiàn)場總線安全儀表系統(tǒng)（SIS）的測試推動(dòng)現(xiàn)場總線SIS關(guān)鍵產(chǎn)品的開發(fā)編寫最佳實(shí)踐和使用指南量化分析使用現(xiàn)場總線SIS的成本節(jié)約資本收益

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硬件更少,用電更少,占地更小,調(diào)試更快運(yùn)行收益

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先進(jìn)的診斷、縮短測試間隔、改善資產(chǎn)管理測試地點(diǎn)BP–德國蓋爾森基興Chevron–加拿大里齊蒙得沙特阿美Aramco–沙特阿拉拍達(dá)蘭

殼牌Shell–阿姆斯特丹SIS閥門BIFFIEmersonMetsoTopWorxWestlock/TycoSIS邏輯處理器EmersonHIMAHoneywellInvensys-TriconexYokogawaSIS變送器ABBE+HEmersonMagnetrolMooreSmarYokogawa其它技術(shù)現(xiàn)場總線診斷MooreMTLP+FSoftingSIS顧問RisknowlogyTüV現(xiàn)場總線安全儀表系統(tǒng)（SIS）測試時(shí)間表2006

全體小組成員開工會(huì)–由阿姆斯特丹殼牌全球方案主持 4月

全體小組成員會(huì)議–由阿姆斯特丹殼牌全球方案主持

9月SIS管理小組網(wǎng)絡(luò)會(huì)議 11月2007SIS管理小組網(wǎng)絡(luò)會(huì)議 1月SIS管理小組網(wǎng)絡(luò)會(huì)議 2月SIS管理小組網(wǎng)絡(luò)會(huì)議 3月SIS管理小組網(wǎng)絡(luò)會(huì)議 4月

全體小組成員會(huì)議–由在意大利Lenno的ABB儀表公司主持 5月SIS測試設(shè)備送交最終用戶測試點(diǎn) 4季度2008

在阿姆斯特丹進(jìn)行演示并對外公布 5月

完成實(shí)驗(yàn)室測評

年中

首臺(tái)經(jīng)FF認(rèn)證的SIS設(shè)備產(chǎn)生 3季度

完成沙特美和殼牌公司現(xiàn)場測評 12月基本過程控制先進(jìn)過程控制H1+高速以太網(wǎng)（HSE）功能塊批量/離散/混合控制SIS擴(kuò)大了現(xiàn)場總線的應(yīng)用領(lǐng)域EDDLBasicFunctionBlocksAnalogInput AnalogOutputBias&Gain ControlSelectorDiscreteInput DiscreteOutputManualLoader PDControl PIDControl RatioControl AdvancedFunctionBlocksAnalogAlarmArithmetic Deadtime DeviceControlInputSelectorIntegrator Lead/Lag SetpointRampGeneratorSignalCharacterizer Splitter Timer FlexibleFunctionBlocks-BasicMultipleInput/Output-8ChannelI/ODiscreteandAnalogRemoteI/OandDataAcquisitionFlexibleFunctionBlocks-ApplicationSpecificBatch/Discrete/HybridControlSequencing–Startup/ShutdownVariableSpeedDriveControlGatewaystoOtherProtocolsSupervisoryDataAcquisitionAdvancedI/OInterfacingMultivariableControlandOptimizationSISFunctionBlocksAnalogInputAnalogComparator DiscreteInput DiscreteOutputLock 安全儀表系統(tǒng)通過與OPC基金會(huì)的結(jié)盟，將OPCUA技術(shù)集成到基金會(huì)技術(shù)方案當(dāng)中，大量的自診斷信息可以應(yīng)用在許多方面，比如：業(yè)務(wù)流程、生產(chǎn)管理、資產(chǎn)管理以及企業(yè)上層的應(yīng)用。現(xiàn)場總線基金會(huì)技術(shù)還提供增強(qiáng)的跟蹤、追溯、驗(yàn)證以及對法規(guī)遵循的能力，為連續(xù)和批量/混合過程工業(yè)服務(wù)?，F(xiàn)場總線基金會(huì)采用信息發(fā)布/預(yù)定的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的各個(gè)層面商業(yè)智能的高度集成。商業(yè)智能化現(xiàn)場總線Ff帶來自動(dòng)化技術(shù)的深刻變革Ff在診斷方面有什么獨(dú)特之處呢?其它總線技術(shù)

可能有類似的診斷技術(shù)，但是只能通過要求獲得。如果你通過緩慢的網(wǎng)絡(luò)要求獲得工廠所有設(shè)備的自診信息，網(wǎng)絡(luò)的瓶頸問題就會(huì)發(fā)生基金會(huì)現(xiàn)場總線

診斷信息是在每次傳遞信息時(shí)就自動(dòng)發(fā)布，而不是被動(dòng)查詢得到。這就使得預(yù)測維護(hù)（維護(hù)預(yù)警信息）成為可能。實(shí)時(shí)通訊Email實(shí)時(shí)通訊

+Email+地圖+管理器+其它.標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換模塊壓力變送器的最終標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換模塊已經(jīng)完成，并且通過了ITK5.0測試即將公布最終規(guī)范的模塊溫度變送器將進(jìn)行規(guī)范的模塊(2007)流量具有部份行程測試功能的定位器標(biāo)準(zhǔn)化診斷功能(根據(jù)NE107的要求)EDDL合作組織第一階段任務(wù)-已完成圖形–采用EDDL實(shí)現(xiàn)靜態(tài)Y-t和XY數(shù)據(jù)的圖形顯示圖表–采用EDDL實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的圖形顯示更好的用戶界面–采用EDDL來描述屏幕版面更好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)-采用EDD能夠?qū)?shù)據(jù)安全地存儲(chǔ)于主機(jī)中EDDL合作組織－第一階段的任務(wù)第一階段的技術(shù)規(guī)范是IEC61804-3第一階段的互操作指南是IEC61804-4圖表圖片更好的用戶界面圖形更好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用戶供應(yīng)用OP逐C欣UA服務(wù)昆器復(fù)雜濫設(shè)備網(wǎng)絡(luò)鴿服務(wù)OP席C找UA客戶謠端組態(tài)/維護(hù)趨勢/歷史資產(chǎn)終管理ED任DL合作收組織巷－項(xiàng)第露二階樸段的劣任務(wù)操作罵員人摩機(jī)界震面遠(yuǎn)程I/讓O訪問足多個(gè)膚模塊離線隔組態(tài)模塊呼化的屠設(shè)備OP屋C癥UA協(xié)議OP俗C隆UA協(xié)議EDD第1步–獲得截?cái)?shù)據(jù)第2步–用戶善界面HS去E,靠P瞞ro偷fi興Ne序t協(xié)議HS陡E,Pr喚of筆iN蝴et協(xié)議加強(qiáng)輛了對福復(fù)雜揉設(shè)備煎訪問袋的功溝能ED福DL合作仿組織競爭脂對手簽也加再入進(jìn)帳來了20延07年3月6日:祖FD嗓T組織搖與EC于T達(dá)成肺一致鬼，共獎(jiǎng)同致慕力于柿開發(fā)河統(tǒng)一衣的設(shè)啟備集物成方振案。FD固T將加呢入EC靠T，并掠成為EC用T組織遺里具待有投沈票權(quán)排的會(huì)俱員。前排:飽Ha準(zhǔn)ns鏈G坐eo貌rg勤K宵um破pf劫mu炮el任le暖r道(西門護(hù)子),烏R退on斬H柏el個(gè)so遺n駐(H傘AR均T基金陡會(huì)),虧F腦la琴vi條o浮To更lf京o逮(F蘭DT組織),慣M扎ar鈴ti科n并Zi另el沾in棍sk該i腹(艾默融生),棟D桌ie丈te歸rSc想ha洗ud眼el(E孕+H廚)后排:傲Ed撞ga偶r欲Ku頸es燭te挎r頭(Pr墓of坑ib鞏us基金背會(huì)),英K喜la負(fù)us嗚P正et鑼er枕L蘿in槍dn芬er詠(邁E+憂H)閱,網(wǎng)Ri針ch踏ar脫d慮Ti唉mo負(fù)ne腥y雁(現(xiàn)場皂總線駐基金椒會(huì)),晃T型ho絡(luò)ma達(dá)s泰Bu攔rk送e幫(O紋PC基金單會(huì)),Ac戴hi蒸mLa潮ub秘en蛾st箱ei永n(A剃BB費(fèi))未出饞席者:Ha別rt員mu購tWu仰tt慎ig(A達(dá)BB恭),頌H笨el旅mu階tWa占lr吩af戴fs(I穩(wěn)nv逃en利sy息s)目前架的狀蓮況獨(dú)立子平臺(tái)魯棒況性方便冤使用感觀烏一致++靈活功能槐不受艘限制獨(dú)特呆的性碧能嵌套非式的塞通訊僑結(jié)構(gòu)++++++兩種類技術(shù)印意味爬著雙枕倍的袋投入-未來脾設(shè)備房誠集合筍的框妻架設(shè)備n圖形抽用戶糾界面數(shù)據(jù)&狀態(tài)帝模型先進(jìn)竊用戶難功能DO文M設(shè)備1OP妄C蛛U(xiǎn)A服務(wù)棉器信息考模型OP新C兄UA客戶忽端應(yīng)合用程疊序…基本渴設(shè)備限方法DI薄MDO執(zhí)M:設(shè)備興運(yùn)行爆模型;收DI差M:設(shè)備乎整合稱模型為什即么要摟聯(lián)合蘋起來?將雙窄方的狼優(yōu)勢暮相結(jié)營合成玻為一法個(gè)標(biāo)炊準(zhǔn)程序+描述獨(dú)立北的平任臺(tái)魯棒舅性方便畝使用感觀竭一致++靈活休性功能然不受隱限制獨(dú)特茅的性骨能嵌套齊式的笛通訊拾結(jié)構(gòu)+++++一種物方案蛾意味脂著投沃入也帆只要枯一次+FD意I的共悉同目劑標(biāo)采用OP征C-佳UA客戶是機(jī)/服務(wù)勢器的技術(shù)要不聽受操粉作系冬統(tǒng)及瓜平臺(tái)潑之約訴束可向什后與鉗現(xiàn)有薦基于ED搭DL及DT但M的設(shè)良備描盾述兼超容可應(yīng)話用于千任何腳現(xiàn)場種設(shè)備威通訊枕技術(shù)可應(yīng)嚷用于爸各種銅網(wǎng)絡(luò)斧拓樸虜結(jié)構(gòu)目標(biāo)沈是將趴此開驚放規(guī)裝范變租成唯宏一的柱國際賊標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間灘表及顧所有怨權(quán)將成解立技賓術(shù)小藝組以翅根據(jù)拆用戶沒的應(yīng)椅用案盜例來別編寫悟應(yīng)用煤規(guī)范目標(biāo)左是擬境定一開個(gè)規(guī)攻范草泡案并豈在20棵08年前播完成融初稿EC酷T對其愧擁有掀所有細(xì)權(quán)，捧并將奸繼續(xù)剩發(fā)展滔未來轟的設(shè)染備整造合模咳型HS丸E是現(xiàn)有場總斗線基挨金會(huì)勁技術(shù)棋實(shí)現(xiàn)遙規(guī)模干可變炊的關(guān)漁鍵，惜這是涉因?yàn)榉峤楣┝藸幰环N諒供多考個(gè)H1網(wǎng)段倉連接瘡的機(jī)柜制，鳳而且跨在H1和HS陪E之間錫無需脈網(wǎng)關(guān)固。目木前H1具有霸的所栗有功涼能，HS頌E也同稈樣可鈔以實(shí)央現(xiàn)?，F(xiàn)場留總線稼基金醉會(huì)的怪系統(tǒng)座不需鏡要停喪車，羊就可醬進(jìn)行即擴(kuò)展染。設(shè)備粘可以腎在線呼增加軋，或隱進(jìn)行蛋“熱雹”切垂換；展現(xiàn)場巨總線陳基金安會(huì)技塔術(shù)支意持在裹線軟塑件下要載和驗(yàn)升級驚。基金低會(huì)技侍術(shù)沒撞有規(guī)音模的輪限制杏，從用最小勁的到謝最大勺的過風(fēng)程自龜動(dòng)化猛系統(tǒng)稼都能婚適用換?；鹜?huì)技聰術(shù)的反開放乎性，淡以及釋它不腫依賴情于特書定的抓操作化系統(tǒng)費(fèi)或供旁應(yīng)商嗎平臺(tái)延的特秒點(diǎn)，訪使目它能把夠很蠻容易躁地采輔用新竄建立妹的標(biāo)店準(zhǔn)。開放涼的、醉規(guī)模墨可變猜的集取成現(xiàn)場鋸總線Ff帶來父自動(dòng)扮化技僻術(shù)的為深刻轉(zhuǎn)變革系統(tǒng)藥集成桂和維六護(hù)（SI迎M）工茂作組熱織HI喇ST支持IT遵K匪4.糕6和5.毯0噸(和將借來的咬版本)對強(qiáng)臺(tái)制屬瞎性和仔選項(xiàng)境屬性稱的HI活ST屬性/分類DD技術(shù)宏的互怒操作淹性和棚版本暫指南增強(qiáng)鎮(zhèn)型DD技術(shù)題的介啟紹包載括:IT史K5諸.0支持逢新的DD后綴(增強(qiáng)召型測震試)HI第ST支持勇新的DD后綴(增強(qiáng)絮型測恰試)開發(fā)HI揚(yáng)ST改進(jìn)躁版的晨方案高速趁以太怎網(wǎng)HS亭E-遠(yuǎn)傳I/須O編寫涉使用壓案例燒和高餓速以灑太網(wǎng)莖遠(yuǎn)傳I/蔑O（HS蚊E-薦RI等O）的伸技術(shù)叢要求靠。包鐘括離堤散I/央O和與丹低層損網(wǎng)絡(luò)走（如HA羞RT帝,Pr紹of建ib銷us,Mo卵db隔us,摟AS壤I,De惱vi胸ce塔Ne硬t等）連接貸的網(wǎng)柳關(guān)，薦它們招通過和功能牲塊和ED憐DL進(jìn)行歷互操吐作。池工作出小組怨還將緒完成泡使用帳案例非和相足關(guān)應(yīng)雞用要住求。擬定HS議E-嫩RI基/O的項(xiàng)廁目計(jì)辣劃獲得煩技術(shù)榜促進(jìn)磁委員促會(huì)（TS錦C）的村批準(zhǔn)伶然后倆執(zhí)行璃項(xiàng)目授計(jì)劃在最跑終用俯戶工扛廠進(jìn)使行HS脾E-拘RI雅/O設(shè)備龜?shù)幕ダ僮黟I測試無線評概念妄的研光究編寫錦有關(guān)她功能尸塊和ED鍬DL在監(jiān)撓測、笨控制狼和安攀全應(yīng)麥用上蜜進(jìn)行訊設(shè)備蠻無線喬通訊啟并實(shí)峰現(xiàn)互攝操作雪性的扮使用假案例通和要壟求?？竿瑫r(shí)抹還將楊編寫逼例如慌手持紋組態(tài)脆和維肥護(hù)設(shè)港備等配主機(jī)弄無線惠應(yīng)用秘的使渣用案味例和異要求數(shù)。擬定臭實(shí)施掩計(jì)劃貼，它餐包括:尋找檢可使圍無線戶通訊姨技術(shù)棒的使鴨用案蛙例和住要求駛能夠避符合IS美A丘SP名10很0和今坑后的IE驕C標(biāo)準(zhǔn)嚼的一返種方折案。揚(yáng)這個(gè)槍方案型包括絕設(shè)備體互操貿(mào)作和爹網(wǎng)絡(luò)彈組態(tài)塞。開發(fā)艦和確弟認(rèn)規(guī)死范設(shè)備壞互操盒作測槳試和閑注冊蓋程序澇的發(fā)憂展實(shí)現(xiàn)昨卓越贈(zèng)運(yùn)營霸的自童動(dòng)化第結(jié)構(gòu)現(xiàn)場順總線Ff帶來政自動(dòng)籍化技怨術(shù)的件深刻雞變革市場救份額是誰采帶來革自動(dòng)邊化技偉術(shù)的寺深刻扭變革各？最新傘的市充場調(diào)場研AR亞C分析袖報(bào)告:在過翠程工蹄業(yè)現(xiàn)蹲場總演線協(xié)另議中恥基金金會(huì)現(xiàn)念場總蝦線占賞主導(dǎo)叮地位調(diào)研橡顯示鉗現(xiàn)場司總線繩已成層為主在流技深術(shù)過程覺現(xiàn)場哀總線威市場敘在20先06年達(dá)錦到了8.裹31甲7億美慌元調(diào)研戒范圍碑包括IE旺C集61起15碰8標(biāo)準(zhǔn)類內(nèi)所雷有的祝通訊擾協(xié)議基金夕會(huì)技斤術(shù)覆餃蓋了2/艘3的過鄭程現(xiàn)碌場總洽線市隙場最新燃市場針調(diào)研AR泳C分析撫報(bào)告:現(xiàn)場址總線距的主孩要優(yōu)彼勢在乳于維窗護(hù)和建運(yùn)行使方面技術(shù)殖本身攝并不瘦省錢首，但鴿它提要高了撒設(shè)備教管理忽的效以率大大爪降低羨了運(yùn)弟行成吃本提高映了運(yùn)冰行性奔能最新盟市場蝦調(diào)研AR暈C分析優(yōu)報(bào)告:巴西,俄羅亡斯,印度毅和中因國將成是發(fā)蒙展最錢快的折國家亞太誤將成犁為現(xiàn)構(gòu)場總噸線發(fā)要展的妖引擎估計(jì)襪年均翁增長其率為32軌%拉美影對于IE璃C協(xié)議億的接趣受程鞏度也堆在迅驢速上義升估計(jì)障年均乒增長會(huì)率為34覺%最新咱市場釋調(diào)研AR裂C分析匪報(bào)告:現(xiàn)場冊總線部的價(jià)娛值在廁連續(xù)切和離女散混譜合工稼業(yè)中局越來貼越得懶到認(rèn)濱可食品哭與飲坦料制藥技術(shù)嗓對于縮慧低速考現(xiàn)場匙設(shè)備術(shù)網(wǎng)絡(luò)巴與高既速控什制網(wǎng)填絡(luò)的艷集成筑非常附重要應(yīng)用腔的行持業(yè)85悼0,準(zhǔn)00辮0臺(tái)設(shè)澆備超過10外,0蟻