現(xiàn)場總線控制在過程控制中的應(yīng)用

李 波

（荊楚理工學(xué)院，湖北 荊門 448000）

0 引 言

目前，在市場中，現(xiàn)場總線技術(shù)趨于成熟?，F(xiàn)場總線技術(shù)屬于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，主要是將控制、計算機與通信等技術(shù)有機整合，形成相應(yīng)的現(xiàn)場總線控制模式。為有效提升相關(guān)的過程控制效果，應(yīng)合理使用現(xiàn)場總線的相關(guān)控制技術(shù)，有效提升整體工作質(zhì)量和水平，達到預(yù)期的技術(shù)應(yīng)用目的。

1 現(xiàn)場總線控制與過程控制分析

1.1 過程控制分析

一般過程控制對工藝技術(shù)的要求很高，只有確保工藝條件符合要求，才能有效提升相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量。尤其是一些生產(chǎn)現(xiàn)場十分復(fù)雜，條件較為惡劣，會導(dǎo)致被控制的變量受到一定干擾，在此情況下，合理的使用過程控制方式十分重要，應(yīng)有效進行控制精確度和速度的嚴格處理。（1）一般過程控制的對象十分復(fù)雜，所提出的要求也很多。尤其是連續(xù)生產(chǎn)過程，具有多元化的特點。連續(xù)生產(chǎn)過程有著多樣化的特點，規(guī)模的大小有所差異，對工藝技術(shù)的要求存在不同，所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品存在差異性，所以，過程控制在被控期間，具有多元化的特征。一般受到各個機理因素的影響，整體的生產(chǎn)過程相關(guān)控制數(shù)據(jù)信息存在差異，或者是數(shù)據(jù)相同，但是對被控制對象的品質(zhì)要求卻很大。在各種生產(chǎn)過程控制期間，工作的機理十分復(fù)雜，如果采用傳統(tǒng)的工作方式，很難進行整體性的工作管理，在一定程度上會導(dǎo)致各方面的管理工作與控制工作的效果降低，無法滿足當前的時代發(fā)展需求，嚴重影響其長遠的進步。（2）控制的方案十分豐富。一般生產(chǎn)過程所使用的工藝十分復(fù)雜，這也決定了在過程控制期間，所制定出來的控制方案有著多樣化特征。為了滿足不同的工作需求，應(yīng)確保控制方案的豐富性。其中不僅需要有單變量類型的控制系統(tǒng)，還需具有多變量的良好控制系統(tǒng)。此外，還應(yīng)該使用計算機的集散控制系統(tǒng)，以全面提升過程控制工作的效果。需優(yōu)化各方面工作模式，以促使整體過程控制工作的有效增強。同時，傳統(tǒng)PID過程控制模式，新型自適應(yīng)類型、預(yù)測類型、推理類型及模糊類型的控制模式，也應(yīng)予以足夠的重視。（3）慢過程類型的數(shù)據(jù)控制。在過程控制的工作中，經(jīng)常使用物理量的形式評價生產(chǎn)過程能否符合正常的要求。此類物理量多是溫度數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)與成分數(shù)據(jù)等，可全面了解過程控制的實際情況，更好地針對物理參數(shù)進行研究。（4）定量控制分析。一般過程控制與傳統(tǒng)的動作控制存在一定差異，很多過程控制系統(tǒng)在運行的過程中，設(shè)定數(shù)值均會維持在恒定的范圍之內(nèi)，而在過程控制方面，其主要的目的就是能夠降低被控制參數(shù)所帶來的影響，保證合理針對數(shù)據(jù)進行控制，確保能夠達到高產(chǎn)、生產(chǎn)持續(xù)性的目標。由此可見，定值控制屬于過程控制期間的主要形式。（5）過程控制的相關(guān)系統(tǒng)主要是由具體的規(guī)范化過程檢測控制的儀器設(shè)備所組成，應(yīng)結(jié)合具體的情況，積極采用先進自動化工具、控制儀表設(shè)備、計算機設(shè)備等。

1.2 現(xiàn)場總線控制的分析

對于現(xiàn)場總線控制，其結(jié)構(gòu)和軟件編程功能十分分散，操作站方面只執(zhí)行組態(tài)的相關(guān)工作，而在功能方面的執(zhí)行數(shù)據(jù)和執(zhí)行算法，均需要在現(xiàn)場的儀表設(shè)備中進行?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在實際運行期間，主要使用的是輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、補償數(shù)據(jù)、運算數(shù)據(jù)的相關(guān)工作。此類機械設(shè)備自身具有較為獨立的控制回路，均無需在相關(guān)的控制站之內(nèi)進行信號處理還有PID算法的處理。同時，此類現(xiàn)場機械設(shè)備還有儀表設(shè)備，均具有一定的數(shù)字通信能力，不僅可以對所測量的數(shù)據(jù)進行傳遞，還能夠?qū)C械設(shè)備標識信息、運行狀態(tài)信息及故障信息等傳遞出來，遵循同一個通信的協(xié)議。這樣用戶就能夠?qū)⒏鞣N廠家的機械設(shè)備，實現(xiàn)有效的統(tǒng)一組態(tài)處理，創(chuàng)建出自身的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)[1]。然而，目前，在現(xiàn)場總線控制的工作中，受到諸多因素的影響，還存在很多難以解決的問題，無法滿足當前的時代發(fā)展需求。主要表現(xiàn)如下，現(xiàn)場總線控制期間所使用的機械設(shè)備處于底層部位，所處的環(huán)境也十分惡劣，這就要求相關(guān)的機械設(shè)備，必須要有很好的環(huán)境適應(yīng)力，遵循具體的統(tǒng)一總線協(xié)議原則，相互之間才能有一定的通信，這就會導(dǎo)致用戶在選擇的過程中，受到局限性影響；且在現(xiàn)場總線控制期間，所使用的機械設(shè)備屬于單獨的控制回路，相關(guān)控制器的功能有所減弱，難以有效提升整體的現(xiàn)場總線控制效果和水平，嚴重影響各方面工作質(zhì)量[2]。

2 現(xiàn)場總線控制在過程控制中的合理應(yīng)用

按照具體的過程控制特點和現(xiàn)場總線控制情況，將相關(guān)的現(xiàn)場總線控制技術(shù)合理應(yīng)用在過程控制中，具有較為重要的作用，應(yīng)該予以一定重視。

2.1 優(yōu)勢分析

將現(xiàn)場總線控制應(yīng)用在過程控制的相關(guān)工作中，具有的優(yōu)勢主要表現(xiàn)如下。（1）有助于確保相關(guān)的生產(chǎn)工作，連續(xù)性的實現(xiàn)現(xiàn)場總線控制，并分散到各個機械設(shè)備中，在一定程度上能夠使得風險分散，即使其中一臺機械設(shè)備或是儀表出現(xiàn)故障問題，也不會對整體的設(shè)備運行效果造成影響。此類智能化機械設(shè)備在應(yīng)用期間，還可以有效的為上機位提供相應(yīng)的故障數(shù)據(jù)信息，與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相似，每一臺控制器設(shè)備在相應(yīng)的執(zhí)行器設(shè)備中，均會使用并行的連接措施，一旦有故障問題，無需停止生產(chǎn)就可以檢修，能夠確保各方面生產(chǎn)工作的連續(xù)實施[3]。（2）有助于實時化的進行現(xiàn)場機械設(shè)備的功能管理，構(gòu)建成為較為獨立的控制回路，與以往的過程控制工作相比較，有助于減少控制回路內(nèi)的信息傳遞數(shù)量。同時，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所傳遞的一般為數(shù)字信號，已經(jīng)將系統(tǒng)之內(nèi)的D/A、A/D的相關(guān)轉(zhuǎn)換過程取消，可以有效改善其中的控制、報警等參數(shù)的延遲問題，提升系統(tǒng)的運作效果。（3）有助于增強環(huán)境的適應(yīng)力。一般現(xiàn)場總線控制期間，主要使用全數(shù)字通信形式，能夠預(yù)防在傳統(tǒng)過程控制期間，出現(xiàn)傳輸模擬信號的誤差問題，并且抗干擾的性能較高，適合在復(fù)雜的運行環(huán)境內(nèi)使用[4]。

2.2 需要注意的問題

現(xiàn)場總線控制的工作中，所使用的機械設(shè)備和儀表均具有智能化特點與數(shù)字化特點，傳統(tǒng)的儀器設(shè)備已經(jīng)不能滿足要求，很容易出現(xiàn)問題，因此在選用期間需要注意；當前所使用的現(xiàn)場總線控制設(shè)備，在應(yīng)用期間經(jīng)常會出現(xiàn)冗余的現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致過程控制的可靠性降低，因此在具體工作中應(yīng)結(jié)合實際情況，正確開展設(shè)備的管理活動，預(yù)防出現(xiàn)設(shè)備冗余的現(xiàn)象[5]；現(xiàn)場總線的控制工作中，管理層和底層區(qū)域的機械設(shè)備，相互之間信息交換十分復(fù)雜，因此在傳遞介質(zhì)方面，需要重點進行通信功能的管理。尤其是一些規(guī)模很大，控制點十分分散的系統(tǒng)，應(yīng)結(jié)合實際情況正確采用現(xiàn)場總線控制方式，以確保各方面工作符合要求。一般現(xiàn)場總線控制的工作中，可以采用多臺機械設(shè)備針對一臺過程控制的裝置進行處理，復(fù)雜性的完成相關(guān)控制任務(wù)。與傳統(tǒng)的過程控制方式存在差異性，在實際工作中能夠有效進行協(xié)調(diào)管理，滿足相關(guān)工作要求[6]。

3 結(jié) 論

近年來，在生產(chǎn)過程控制的過程中，受到較多因素的影響，還存在很多問題。因此，在實際的控制工作中，應(yīng)樹立正確觀念意識，采用現(xiàn)場總線的控制方式開展工作，以提升各方面的工作質(zhì)量與水平。將現(xiàn)場總線控制的方式合理應(yīng)用在過程控制中，遵循科學(xué)化的工作原則，有效增強整體的過程控制合理性和科學(xué)性，保證在實際工作中全面增強各方面的過程控制效果，將現(xiàn)場總線控制的優(yōu)勢發(fā)揮出來。