??? 劍客好象變魔術(shù)一樣的舞動寶劍，但是其它人最好僅限于觀賞。換句話說，雖然有些人已經(jīng)成功的安裝了數(shù)字化的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，但是這并不意味著你或者你公司的任何人也可以不經(jīng)過必要的培訓(xùn)就做到這一點(diǎn)。
那些不參考以前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)就一躍而過現(xiàn)場總線鴻溝的人注定將會遭到象這些不愿透露自己姓名的回答者一樣的結(jié)局，這些回答者都來自一家基地在美國的重要工程公司?！拔覀円恢辈辉敢饷鞔_指定使用基金會現(xiàn)場總線、HART、PROFIBUS或者其它數(shù)字化的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，”第一位工程師說道。“我們已經(jīng)看過了各種介紹，出席了各種brown bags，但是我們的回答始終是謝謝你，我還是希望再等一等。”
他有很充分的理由猶豫不決?！拔矣幸粋€(gè)朋友，他為一家系統(tǒng)集成商工作，這個(gè)系統(tǒng)集成商試圖使一個(gè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)正常工作。但是經(jīng)過幾乎兩年的努力，現(xiàn)在他只想把自己所剩無幾的頭發(fā)都扯光。也許世界上存在一個(gè)魔幻之地，在那里魔術(shù)般的接線方式和設(shè)備已經(jīng)被證明可靠、實(shí)用，已經(jīng)被大量使用在先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中；在那里業(yè)主的現(xiàn)場技術(shù)員已經(jīng)能夠理解和維護(hù)這些魔術(shù)般的接線方式和設(shè)備。但是在我們所服務(wù)的工業(yè)行業(yè)，迄今為止我們還不想要它，或者說還不需要它，”我們的第一個(gè)回答者下結(jié)論說。
另一個(gè)工程師概括介紹了他們公司對數(shù)字化現(xiàn)場總線的看法。他說道：“現(xiàn)場總線從理論上講是非常偉大的，但是由于各種各樣的原因，在實(shí)際上現(xiàn)場總線還沒有做到所承諾的事情。某些困難看起來與設(shè)計(jì)人員和安裝人員的培訓(xùn)有關(guān)，或者說這些人對于現(xiàn)場總線的理解還不夠。另外的問題似乎與系統(tǒng)組態(tài)的復(fù)雜性有關(guān)?？偟膩碚f似乎是現(xiàn)場總線系統(tǒng)" title="總線系統(tǒng)">總線系統(tǒng)所能夠帶來的好處被它帶來的麻煩抵消了?！?BR> 比基于PC的網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜
把現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與PC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行類比。至少你在日常工作的時(shí)候也使用一臺PC機(jī)，很可能在家里用得更多。如果你有一個(gè)家庭的有線或者無線局域網(wǎng)，你也許甚至知道一些關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的知識。但是這不會使你成為一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專家。同樣的，你可能也知道一些關(guān)于儀表和控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)方面的" title="面的">面的知識。你可能曾經(jīng)設(shè)計(jì)或者安裝過一兩個(gè)小規(guī)模的數(shù)字化現(xiàn)場總線儀表網(wǎng)絡(luò)。但是這并不意味著你已經(jīng)是一個(gè)數(shù)字化現(xiàn)場總線專家。
你知道，為了管理一個(gè)大規(guī)模的辦公室網(wǎng)絡(luò)，你的公司至少需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的、高質(zhì)量" title="高質(zhì)量">高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專家小團(tuán)隊(duì)。
如果你想要完成從4到20毫安到數(shù)字化現(xiàn)場總線的轉(zhuǎn)變，你也需要一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的、高質(zhì)量的數(shù)字化現(xiàn)場總線專家小團(tuán)隊(duì)?！皩τ谙胍耆D(zhuǎn)變成數(shù)字化系統(tǒng)的人，其過程是一個(gè)很大的學(xué)習(xí)曲線，”Richard McCormick說道，他是位于魁北克省李維斯的Mick自動化的負(fù)責(zé)人?！皩τ赑C經(jīng)驗(yàn)很有限的儀表技術(shù)人員來說，這是千真萬確的。”
千萬不要僅僅因?yàn)楝F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)比較少，就錯(cuò)誤的認(rèn)為一個(gè)數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)會比一個(gè)辦公室網(wǎng)絡(luò)更簡單。也許你只有五十臺儀表，但是其它因素甚至可能會使一個(gè)小型現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)象一個(gè)擁有數(shù)百臺PC機(jī)的PC網(wǎng)絡(luò)一樣復(fù)雜。
這些因素包括多種互不兼容的通訊協(xié)議、惡劣的安裝條件以及許多個(gè)通常是相互競爭多過合作的供應(yīng)商。“與第一次升級到一個(gè)數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的并不僅僅只有一條巨大的學(xué)習(xí)曲線；當(dāng)你需要問題的解決方案時(shí)，你還必須對付許多不兼容的設(shè)備驅(qū)動程序以及許多家供應(yīng)商，”根據(jù)Thomas Tom的觀察。他是總部設(shè)在北卡羅來那州Raleigh的Progress Energy公司的主任工程師。
在對付多個(gè)供應(yīng)商的時(shí)候需要小心?！皝碜杂谀硞€(gè)供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)主干單元也許與來自其它供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)分支模塊不完全兼容，”Philip Daniels講道。他是位于華盛頓特區(qū)的King County廢水處理部門的一名工程師。
“也許一個(gè)供應(yīng)商提供了安裝在主機(jī)單元上的本質(zhì)安全隔離柵，而另一個(gè)供應(yīng)商也許提供了安裝在分支模塊上的安全柵。如果你挑選了錯(cuò)誤的供應(yīng)商產(chǎn)品組合，結(jié)果會是你的回路上沒有本質(zhì)安全隔離柵在起作用，”Daniels補(bǔ)充道。
“另一個(gè)問題是單元的地址?；饡F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)就像任何其它網(wǎng)絡(luò)一樣，其中的各種各樣的組件都必須擁有獨(dú)一無二的地址。我們必須為現(xiàn)場設(shè)備編寫地址，就像為企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的辦公室網(wǎng)絡(luò)編寫地址一樣。另一個(gè)給我們帶來麻煩的問題是單獨(dú)組件的編程。每一個(gè)設(shè)備都有獨(dú)特的編程要求，同時(shí)供應(yīng)商也并非總能提供正確的設(shè)備文檔，”Daniels總結(jié)道。
因此你如何才能達(dá)到要求的速度呢？一個(gè)辦法是去雇傭一名對你需要的網(wǎng)絡(luò)和你現(xiàn)有的控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)方面具有經(jīng)驗(yàn)的專家。不過我要說祝你好運(yùn)！如果你能夠找到這樣一名專家的話。
這不像是在PC機(jī)的領(lǐng)域。只有很少的可互操作標(biāo)準(zhǔn)，具有長期的可跟蹤記錄資料以及一大群高質(zhì)量的、具有證書的網(wǎng)絡(luò)工程師。相反，你必須處理許多的相互不兼容的技術(shù)、相當(dāng)新的產(chǎn)品，但是只有很少有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員。
如果雇傭一個(gè)專家實(shí)際上是不可能的，那么另一個(gè)辦法就是你自己或者你的同事成為專家。這意味著獲得培訓(xùn)，既可以從設(shè)備供應(yīng)商那里獲得，也可以從專門的服務(wù)供應(yīng)商那里獲得。
培訓(xùn)的挑戰(zhàn)
下一步是以正確的方式進(jìn)行培訓(xùn)。這里的最終用戶選擇了這種困難的方式?！拔覀冊趯?shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)方面的主要挑戰(zhàn)在于更加復(fù)雜設(shè)備的儀表技術(shù)培訓(xùn)，”Danny Cox報(bào)告說，他是位于田納西州Collierville的AOC Resins公司的生產(chǎn)系統(tǒng)總監(jiān)。Cox的公司使用過基金會現(xiàn)場總線、DeviceNet、AS-i以及HART協(xié)議來把現(xiàn)場設(shè)備連接到一套愛默生過程管理公司的Delta V控制系統(tǒng)。
“我們嘗試進(jìn)行了供應(yīng)商培訓(xùn)，結(jié)果完全可以說是一場災(zāi)難。現(xiàn)在我們找了一家工程公司，他們派人到工廠現(xiàn)場來，為我們提供手把手的培訓(xùn)。至少對于我們的狀況來說，廠內(nèi)培訓(xùn)看起來更加有效，”他總結(jié)說。
AOC Resins公司必須處理四種不同的網(wǎng)絡(luò)以及來自十個(gè)不同供應(yīng)商的儀表設(shè)備。把你所有的員工都送去接受十種不同的供應(yīng)商課程培訓(xùn)是不現(xiàn)實(shí)的。最好是培養(yǎng)一個(gè)公司自己的專家，他可以從各家供應(yīng)商那里學(xué)習(xí)盡可能多的東西，也可以從網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)和其它最終用戶那里學(xué)習(xí)，然后由他來培訓(xùn)公司里的其它人員。
對于數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)來說，另一個(gè)區(qū)別于辦公室網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)來自于需要熟悉和了解數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的人員數(shù)量太多。在一個(gè)辦公室里，只有少數(shù)的網(wǎng)絡(luò)專家了解網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)情況。但是在一個(gè)工廠里，整個(gè)自動化部門可能都需要處理現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的問題，至少是部分的網(wǎng)絡(luò)問題。工程師們需要知道怎樣對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始設(shè)置。他們還需要確定有些重要儀表的參數(shù)，過程控制和信息系統(tǒng)需要這些儀表的信息。他們需要知道怎樣對軟件包進(jìn)行組態(tài)以便接收網(wǎng)絡(luò)傳送過來的數(shù)據(jù)。
儀表技術(shù)員們需要知道怎樣使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程校驗(yàn)。他們必須能夠理解儀表的數(shù)據(jù)以便進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。儀表技術(shù)員們必須保存校驗(yàn)記錄，這樣他們就必須知道怎樣存儲這些數(shù)據(jù)，在哪里存儲這些數(shù)據(jù)。
如果有些地方出了故障或者在初次安裝后需要作一些改變，工程師和儀表技術(shù)員常常需要一起工作來解決問題。
因此我們面臨這樣一種狀況，你公司里面的很多人都必須迅速學(xué)習(xí)了解各種網(wǎng)絡(luò)、各種各樣的現(xiàn)場設(shè)備以及至少一種控制和信息系統(tǒng)。恰當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)是至關(guān)重要的，這樣你才能夠預(yù)先了解你將會遇到什么樣的情況。你應(yīng)該多看看和多了解和你類似的其它最終用戶是怎樣在現(xiàn)場總線戰(zhàn)役當(dāng)中獲勝的。
贏得勝利
在供應(yīng)商信息方面的最大問題是他們總是描繪出一幅非常美妙的畫面，因?yàn)楣?yīng)商總是希望推廣自己的網(wǎng)絡(luò)。如果你聽信供應(yīng)商的推薦而采用某一特定的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，你必然會帶著不能實(shí)現(xiàn)的預(yù)期開始你的項(xiàng)目。
你有兩個(gè)途徑來獲知真相。第一個(gè)是從其它最終用戶、系統(tǒng)集成商以及工程公司那里了解情況，他們可能已經(jīng)經(jīng)歷過你想要作的事情。有一些服務(wù)提供商為最終用戶提供實(shí)時(shí)幫助，安裝來自不同供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
首先讓我們聽聽來自一個(gè)最終用戶的介紹。當(dāng)Richard McCormick還在Ultramar公司的時(shí)候，該公司在一個(gè)底層裝置上實(shí)施了一個(gè)基金會現(xiàn)場總線（FF）項(xiàng)目。工程師通過現(xiàn)場總線接口模件把現(xiàn)場儀表連接到一套Honey-Well Expersion PKS（www.honeywell.com）自動化系統(tǒng)上?！拔覀兪褂没裟峋S爾公司的資產(chǎn)管理軟件采集來自于Expersion系統(tǒng)的FF數(shù)據(jù)。我認(rèn)為這些軟件是必須的，如果你想要完全開發(fā)FF的功能。因?yàn)橥ㄟ^FF儀表有如此豐富的數(shù)據(jù)可資利用，在把這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給儀表技術(shù)員之前，你需要一種軟件對它們進(jìn)行去粗取精的處理。這個(gè)軟件能夠向儀表技術(shù)員提供從不同儀表供應(yīng)商的內(nèi)建診斷程序獲得的公用的故障源信息，這能夠大大簡化儀表技術(shù)員的工作，”McCormick建議說。
現(xiàn)在讓我們聽聽來自供應(yīng)商的建議，他使用過許多不同類型的現(xiàn)場總線技術(shù)并且對推廣某一種技術(shù)不感興趣?！澳承┳罾щy的問題會在開車階段出現(xiàn)，一般是由不正確的安裝造成的，”Desmond Ho說道。他是位于中國上海的MooreHawke公司的現(xiàn)場總線應(yīng)用顧問。
“在很多情況下是網(wǎng)段的終端器沒有設(shè)置好。所有的現(xiàn)場總線網(wǎng)段都需要合適的終端器來防止不受控制的信號反射造成通訊錯(cuò)誤。而很多分包商很少注意終端器，甚至把它們完全給忘記了，或者是不管哪里的到處安裝終端器。這兩種方式都會使網(wǎng)段無法正常操作。通常，對中間接線盒和現(xiàn)場保護(hù)箱進(jìn)行逐個(gè)檢查是唯一解決終端器位置錯(cuò)誤的辦法，這會給調(diào)試過程帶來巨大的延誤，”Ho繼續(xù)道。
“這個(gè)問題其實(shí)可以在開始的時(shí)候就避免的，只要選擇新型的帶有自動網(wǎng)段終端器的連接設(shè)備就可以了，例如我們公司的設(shè)備連接器。自動化網(wǎng)段終端器完全消除了這類設(shè)置太多終端器或是終端器設(shè)置不足的問題，對網(wǎng)段的調(diào)試工作有很大幫助。如果使用了多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備連接器，永遠(yuǎn)是在最遠(yuǎn)端設(shè)備上的自動終端器被自動激活。如果這根線被斷開了，自動終端器也會自動隨著網(wǎng)段而變化，”Ho總結(jié)道。
ARC Advisory Group的研究總監(jiān)Wil Chin為我們提出了一些如何處理來自多個(gè)供應(yīng)商的通訊協(xié)議的很有價(jià)值的建議?！皩τ诮K端用戶來說，最好的辦法就是挑選一個(gè)具有多協(xié)議處理能力的供應(yīng)商。作為一個(gè)備選項(xiàng)，在工廠升級的時(shí)候也可以考慮FDT技術(shù)，特別是當(dāng)你的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一套全廠范圍的資產(chǎn)管理系統(tǒng)的時(shí)候?！?BR> 正確應(yīng)對問題的好處
一旦AOC Resins公司解決了怎樣對人員進(jìn)行培訓(xùn)的問題，他們就開始感覺到隨之帶來的好處?！皵?shù)字化數(shù)據(jù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于在線儀表的健康狀況監(jiān)視以及多變量信息的通訊能力。最好的例子就是我們的科里奧利流量計(jì)驅(qū)動增益監(jiān)測。如果一個(gè)增益超過了限值，我們可以假定這臺流量計(jì)里有氣體，同時(shí)把第一測量切換到負(fù)載單元。我們還可以用一種類似的方法來識別雷達(dá)液位計(jì)沒有被鎖定在一個(gè)目標(biāo)上，只要觀察信號的強(qiáng)度就可以知道了。這樣可以防止冒罐?！盋ox說道。
防止了一次冒罐以及與之相關(guān)的溢流、停車和清掃工作，這些好處很大程度上證明了數(shù)字化現(xiàn)場總線系統(tǒng)的優(yōu)勢。
Mick自動化公司的McCormick說其它重要的優(yōu)勢還有：分散化的控制、簡單的接線、降低了實(shí)施費(fèi)用、測量精確度更高以及預(yù)防性維護(hù)能力。
“過程工廠現(xiàn)在能夠獲得歷史數(shù)據(jù)用于過程分析、過程改進(jìn)以及實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理，”Dan Miklovic說道，他是Gartner公司的制造研究副總裁?！肮S還能夠使用仿真技術(shù)來組態(tài)軟件傳感器，以及由此避免安裝和維護(hù)在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的硬件傳感器?！?BR> 現(xiàn)場總線帶來的這些好處是否值得付出金錢和承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)呢？這是你必須作出的判斷。你必須確保在分析的時(shí)候已經(jīng)把所有的花費(fèi)和好處都考慮在內(nèi)，并且保證你的信息都來自于立場公正的信息來源。
什么使數(shù)字化現(xiàn)場總線的實(shí)施困難重重？
? 工業(yè)界缺乏大量的專家
? 標(biāo)準(zhǔn)太多
? 經(jīng)常需要協(xié)調(diào)多種網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)供應(yīng)商
? 惡劣的安裝條件
? 需要處理大量的數(shù)據(jù)
? 很多使用者都必須學(xué)習(xí)怎樣利用網(wǎng)絡(luò)
? 供應(yīng)商總是推薦他們自己的網(wǎng)絡(luò)，而不是針對項(xiàng)目實(shí)施當(dāng)中的困難對客戶提出警告
怎樣迅速掌握信息
? 在你的公司里指定一個(gè)或者多個(gè)人，使之成為專家
? 培養(yǎng)自己的內(nèi)部專家，由他來培訓(xùn)公司里的其它人員
? 確保操作人員盡早使用技術(shù)，經(jīng)常使用技術(shù)
? 尋找和參加供應(yīng)商的立場公正的介紹會
? 與其它有類似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的終端用戶討論
? 任命一個(gè)獨(dú)立于各家供應(yīng)商的系統(tǒng)集成商
你將從中得到什么？
? 降低了安裝費(fèi)用
? 加快了調(diào)試速度
? 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程儀表維護(hù)
? 獲得更多的儀表數(shù)據(jù)
? 使用多變量儀表更加方便
? 更高的測量精度
? 具備分散控制能力
PROFINET集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)
終端用戶必須經(jīng)常處理自己工廠里邊的多種現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。這使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)變得更加復(fù)雜。
剛好是所需要的淀粉數(shù)量
Jeff Mueller是位于北卡羅來那州索爾茲伯里的國民淀粉和化學(xué)公司電子材料分部的工程經(jīng)理。他的公司使用profibus pa和profibus dp來連接現(xiàn)場設(shè)備與一套西門子PCS7系統(tǒng)。
國民淀粉公司采用現(xiàn)場總線通訊來監(jiān)視壓力、流量、液位、電導(dǎo)率、pH值和重量測量儀表。“大多數(shù)儀表供應(yīng)商現(xiàn)在都能夠提供profibus作為一種通訊可選項(xiàng)，或者為你提供一塊卡板來把自己的儀表改造為profibus通訊。這有助于維持一個(gè)開放的供應(yīng)商列表，使我們保持工廠歷來的儀表設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，”Mueller說道。
Mueller給我們提出了一些很好的關(guān)于設(shè)計(jì)和安裝的建議：
1． 確保你的儀表供應(yīng)商擁有與profibus通訊的GSD文件；
2． 獲得每個(gè)供應(yīng)商的最大需要電流數(shù)值（mA），這樣你就可以設(shè)計(jì)最優(yōu)化的profibus連接順序布置方案；
3． 選擇電磁閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以使用小于7.5mV電壓的自動控制閥門，這樣你就可以使用本質(zhì)安全的輸出卡件，不再需要配置單獨(dú)的安全柵；
4． 與你的電氣/儀表安裝承包商密切合作，確保他們理解profibus可以減少安裝時(shí)間及費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)；
5． 每個(gè)DP/PA儀表組（5到7個(gè)模擬儀表）使用一根電纜，配置5到7個(gè)終端；
6． 在安裝完成以后，請系統(tǒng)集成商或者工廠的控制工程師重新打開每一個(gè)T型連接器下游的分支，為小組里的每一個(gè)后繼儀表分配地址；
7． 每個(gè)儀表都應(yīng)該在線組態(tài)，而不是在現(xiàn)場組態(tài)。
國民淀粉公司獲得的好處還包括降低了安裝費(fèi)用以及可以遠(yuǎn)程接入儀表。“profibus消耗的安裝費(fèi)用更少，因?yàn)槲覀冎挥靡桓娎|連接5到7臺儀表。這是保證總電流低于85毫安，同時(shí)維持本質(zhì)安全情況下所允許的最大儀表數(shù)量，”Mueller說道。
“每臺儀表都需要人員去激活/解鎖其軟件通訊、設(shè)置DIP開關(guān)或者準(zhǔn)備接受新的profibus地址。但是經(jīng)過這些操作以后，剩下的編程工作可以在有空調(diào)的舒適的控制室里完成。任何坐在10000加侖火箭推進(jìn)劑上、在華氏95度的溫度以及濕度95％的環(huán)境下為儲罐的液位計(jì)編程的人都會非常喜歡現(xiàn)在的方式，”Mueller總結(jié)說。
HART使油漆保持流動
Terry Dave是位于加利福尼亞州Redlands的Meter Maintenance & Controls公司的總裁。他的公司從去年開始在Valspar油漆和涂料工廠實(shí)施HART數(shù)字化現(xiàn)場總線技術(shù)。
“組態(tài)非常方便，同時(shí)還具備從工廠最底層取回關(guān)鍵診斷信息的能力，卻不需要與設(shè)備進(jìn)行直接連接。這些特點(diǎn)使我們的信息采集能力達(dá)到了全新的水平，”Dave說道。
“我們正在使用基于PC的ProSoft組態(tài)生成器，這個(gè)軟件非常容易使用并且具有很強(qiáng)的通用性。它使我們既可以從PLC獲得信息，也可以使用板載的ProSoft客戶端模件向PLC發(fā)送信息。這給我們提供了很大的組態(tài)選擇權(quán)，”他補(bǔ)充道。
雖然HART網(wǎng)絡(luò)每個(gè)通道總共最多能夠連接15臺設(shè)備，設(shè)備管理器一般將每個(gè)總線限制在十臺設(shè)備或者更少，以便提高通訊速率和可靠性。
Valspar公司使用Micro Motion公司的質(zhì)量流量計(jì)來讀取批量過程當(dāng)中的流量、溫度和密度信息。他們使用一個(gè)診斷屏幕在靜態(tài)狀況下接觸這些內(nèi)部參數(shù)。在批量過程當(dāng)中，系統(tǒng)跟蹤來自儀表的信息，通過洛克維爾軟件公司的RSSQL將其轉(zhuǎn)換成一個(gè)微軟的SQL數(shù)據(jù)庫，用于趨勢和維護(hù)計(jì)劃。報(bào)警和計(jì)量信息通過RS-View進(jìn)行顯示。
“分析計(jì)量數(shù)據(jù)為我們提供了預(yù)測機(jī)泵變化和計(jì)量問題的能力，我們現(xiàn)在不需要在批量過程正在進(jìn)行的時(shí)候到現(xiàn)場去了。我們現(xiàn)在還能夠在設(shè)備出問題以前發(fā)現(xiàn)有問題的趨勢，”Davis說道。
我們發(fā)現(xiàn)分析和操作通過HART從儀表里得到的信息為我們帶來了極大的好處。現(xiàn)在我們的任何系統(tǒng)都沒有停機(jī)時(shí)間，并且我們還發(fā)現(xiàn)用這種系統(tǒng)通過HMI來獲取重要信息并不需要專門的技術(shù)知識。
“Valspar公司已經(jīng)完全接受了這種技術(shù)，他們正在使用這些信息獲得巨大成功。他們現(xiàn)在能夠根據(jù)流量來了解過濾器的變化趨勢，并且預(yù)測過濾器何時(shí)必須進(jìn)行更換。而不是象以前一樣等到過濾器完全堵塞了再進(jìn)行更換。這種改變既節(jié)省時(shí)間又節(jié)省金錢，”他總結(jié)說。
現(xiàn)場總線使125年的老廠重新青春煥發(fā)
Yves Levesque是位于魁北克Kingsey Falls的Cascades工程和項(xiàng)目公司的技術(shù)辦公室主管。他的公司把有125年歷史的Rolland造紙廠升級為基金會現(xiàn)場總線（FF）。
這個(gè)造紙廠的控制系統(tǒng)非常老舊，大多數(shù)是氣動儀表，加上少量4到20毫安的HART設(shè)備?！百M(fèi)用很高，需要大量的人工干預(yù)，而且工廠正在虧損，” Levesque說道。“隨著最近加元的升值和來自東南亞的有史以來最激烈的競爭，我們需要迅速作出改變才能使工廠不至于被迫關(guān)門?！?BR> 工廠作出決定將其中兩個(gè)造紙廠的機(jī)械進(jìn)行自動化改造。“由于考慮對其進(jìn)行整體的更新，我們把所有氣動儀表都更換成為FF儀表，并且把它們連接到新的DeltaV控制系統(tǒng)。我們還安裝了一些DeviceNet設(shè)備來處理數(shù)字量I/O" title="I/O">I/O，同時(shí)把現(xiàn)有的4到20毫安HART設(shè)備連接到一個(gè)DeltaV的遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)” Levesque說道。
“我們選擇基金會現(xiàn)場總線的最重要原因是降低電纜的費(fèi)用。通過把多個(gè)儀表連接到一個(gè)FF，同時(shí)利用遠(yuǎn)程I/O的能力把數(shù)字量I/O或者4到20毫安HART設(shè)備也連接到控制系統(tǒng)，從而大大降低了所需要的電纜數(shù)量，” Levesque說道。
Levesque宣稱每臺設(shè)備大約節(jié)省了400美元的調(diào)試費(fèi)用。Cascade公司還在沒有一次大規(guī)模停車的情況下完成了升級工作?！拔覀冞M(jìn)行了七次獨(dú)立過程的小規(guī)模停車，但是整個(gè)升級改造期間造紙廠總體上一直保持運(yùn)轉(zhuǎn)?！?BR> 他補(bǔ)充說，“一個(gè)很大的好處是我們可以從FF儀表獲得大量的信息。對于模擬信號和HART信號你需要有特殊的卡件和特別的培訓(xùn)才能做到這樣。而對于FF系統(tǒng)，這些是完全透明的、開放的。我們發(fā)現(xiàn)這是一種非常好的工具，可以在很短的時(shí)間周期內(nèi)傳送許多的信息?！?BR> 最主要的挑戰(zhàn)就是對于基金會現(xiàn)場總線不熟悉。“在Cascade公司沒人有FF的經(jīng)驗(yàn)或者以前曾經(jīng)組態(tài)過FF設(shè)備。兩個(gè)Cascade工程和項(xiàng)目公司的技術(shù)人員接受了短期的基金會現(xiàn)場總線培訓(xùn)課程，然后我們就能夠進(jìn)行完整的組態(tài)工作，所花費(fèi)的時(shí)間與處理模擬設(shè)備一樣多，”Levesque說道。
“我們確實(shí)上過一堂課。當(dāng)我們安裝現(xiàn)場總線系統(tǒng)時(shí)我們在網(wǎng)段上使用了T形連接器，同時(shí)我們很快意識到如果使用連接塊或者模塊連接器可能會更好。其中的秘密就在于事先稍微多做一些計(jì)劃工作，” Levesque繼續(xù)說。
“最后的挑戰(zhàn)來自于工廠的人員。他們當(dāng)中的許多人對于氣動儀表已經(jīng)有25到30年的經(jīng)驗(yàn)，我們擔(dān)心他們在學(xué)習(xí)FF時(shí)會遇到困難。但是DeltaV與FF的組合非常的用戶友好，所以他們學(xué)習(xí)的很快，” Levesque總結(jié)道。
那些不參考以前的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)就一躍而過現(xiàn)場總線鴻溝的人注定將會遭到象這些不愿透露自己姓名的回答者一樣的結(jié)局，這些回答者都來自一家基地在美國的重要工程公司?！拔覀円恢辈辉敢饷鞔_指定使用基金會現(xiàn)場總線、HART、PROFIBUS或者其它數(shù)字化的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，”第一位工程師說道。“我們已經(jīng)看過了各種介紹，出席了各種brown bags，但是我們的回答始終是謝謝你，我還是希望再等一等。”
他有很充分的理由猶豫不決?！拔矣幸粋€(gè)朋友，他為一家系統(tǒng)集成商工作，這個(gè)系統(tǒng)集成商試圖使一個(gè)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)正常工作。但是經(jīng)過幾乎兩年的努力，現(xiàn)在他只想把自己所剩無幾的頭發(fā)都扯光。也許世界上存在一個(gè)魔幻之地，在那里魔術(shù)般的接線方式和設(shè)備已經(jīng)被證明可靠、實(shí)用，已經(jīng)被大量使用在先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中；在那里業(yè)主的現(xiàn)場技術(shù)員已經(jīng)能夠理解和維護(hù)這些魔術(shù)般的接線方式和設(shè)備。但是在我們所服務(wù)的工業(yè)行業(yè)，迄今為止我們還不想要它，或者說還不需要它，”我們的第一個(gè)回答者下結(jié)論說。
另一個(gè)工程師概括介紹了他們公司對數(shù)字化現(xiàn)場總線的看法。他說道：“現(xiàn)場總線從理論上講是非常偉大的，但是由于各種各樣的原因，在實(shí)際上現(xiàn)場總線還沒有做到所承諾的事情。某些困難看起來與設(shè)計(jì)人員和安裝人員的培訓(xùn)有關(guān)，或者說這些人對于現(xiàn)場總線的理解還不夠。另外的問題似乎與系統(tǒng)組態(tài)的復(fù)雜性有關(guān)?？偟膩碚f似乎是現(xiàn)場總線系統(tǒng)" title="總線系統(tǒng)">總線系統(tǒng)所能夠帶來的好處被它帶來的麻煩抵消了?！?BR> 比基于PC的網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜
把現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與PC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行類比。至少你在日常工作的時(shí)候也使用一臺PC機(jī)，很可能在家里用得更多。如果你有一個(gè)家庭的有線或者無線局域網(wǎng)，你也許甚至知道一些關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的知識。但是這不會使你成為一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專家。同樣的，你可能也知道一些關(guān)于儀表和控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)方面的" title="面的">面的知識。你可能曾經(jīng)設(shè)計(jì)或者安裝過一兩個(gè)小規(guī)模的數(shù)字化現(xiàn)場總線儀表網(wǎng)絡(luò)。但是這并不意味著你已經(jīng)是一個(gè)數(shù)字化現(xiàn)場總線專家。
你知道，為了管理一個(gè)大規(guī)模的辦公室網(wǎng)絡(luò)，你的公司至少需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的、高質(zhì)量" title="高質(zhì)量">高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專家小團(tuán)隊(duì)。
如果你想要完成從4到20毫安到數(shù)字化現(xiàn)場總線的轉(zhuǎn)變，你也需要一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的、高質(zhì)量的數(shù)字化現(xiàn)場總線專家小團(tuán)隊(duì)?！皩τ谙胍耆D(zhuǎn)變成數(shù)字化系統(tǒng)的人，其過程是一個(gè)很大的學(xué)習(xí)曲線，”Richard McCormick說道，他是位于魁北克省李維斯的Mick自動化的負(fù)責(zé)人?！皩τ赑C經(jīng)驗(yàn)很有限的儀表技術(shù)人員來說，這是千真萬確的。”
千萬不要僅僅因?yàn)楝F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)比較少，就錯(cuò)誤的認(rèn)為一個(gè)數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)會比一個(gè)辦公室網(wǎng)絡(luò)更簡單。也許你只有五十臺儀表，但是其它因素甚至可能會使一個(gè)小型現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)象一個(gè)擁有數(shù)百臺PC機(jī)的PC網(wǎng)絡(luò)一樣復(fù)雜。
這些因素包括多種互不兼容的通訊協(xié)議、惡劣的安裝條件以及許多個(gè)通常是相互競爭多過合作的供應(yīng)商。“與第一次升級到一個(gè)數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的并不僅僅只有一條巨大的學(xué)習(xí)曲線；當(dāng)你需要問題的解決方案時(shí)，你還必須對付許多不兼容的設(shè)備驅(qū)動程序以及許多家供應(yīng)商，”根據(jù)Thomas Tom的觀察。他是總部設(shè)在北卡羅來那州Raleigh的Progress Energy公司的主任工程師。
在對付多個(gè)供應(yīng)商的時(shí)候需要小心?！皝碜杂谀硞€(gè)供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)主干單元也許與來自其它供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)分支模塊不完全兼容，”Philip Daniels講道。他是位于華盛頓特區(qū)的King County廢水處理部門的一名工程師。
“也許一個(gè)供應(yīng)商提供了安裝在主機(jī)單元上的本質(zhì)安全隔離柵，而另一個(gè)供應(yīng)商也許提供了安裝在分支模塊上的安全柵。如果你挑選了錯(cuò)誤的供應(yīng)商產(chǎn)品組合，結(jié)果會是你的回路上沒有本質(zhì)安全隔離柵在起作用，”Daniels補(bǔ)充道。
“另一個(gè)問題是單元的地址?；饡F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)就像任何其它網(wǎng)絡(luò)一樣，其中的各種各樣的組件都必須擁有獨(dú)一無二的地址。我們必須為現(xiàn)場設(shè)備編寫地址，就像為企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的辦公室網(wǎng)絡(luò)編寫地址一樣。另一個(gè)給我們帶來麻煩的問題是單獨(dú)組件的編程。每一個(gè)設(shè)備都有獨(dú)特的編程要求，同時(shí)供應(yīng)商也并非總能提供正確的設(shè)備文檔，”Daniels總結(jié)道。
因此你如何才能達(dá)到要求的速度呢？一個(gè)辦法是去雇傭一名對你需要的網(wǎng)絡(luò)和你現(xiàn)有的控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)方面具有經(jīng)驗(yàn)的專家。不過我要說祝你好運(yùn)！如果你能夠找到這樣一名專家的話。
這不像是在PC機(jī)的領(lǐng)域。只有很少的可互操作標(biāo)準(zhǔn)，具有長期的可跟蹤記錄資料以及一大群高質(zhì)量的、具有證書的網(wǎng)絡(luò)工程師。相反，你必須處理許多的相互不兼容的技術(shù)、相當(dāng)新的產(chǎn)品，但是只有很少有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員。
如果雇傭一個(gè)專家實(shí)際上是不可能的，那么另一個(gè)辦法就是你自己或者你的同事成為專家。這意味著獲得培訓(xùn)，既可以從設(shè)備供應(yīng)商那里獲得，也可以從專門的服務(wù)供應(yīng)商那里獲得。
培訓(xùn)的挑戰(zhàn)
下一步是以正確的方式進(jìn)行培訓(xùn)。這里的最終用戶選擇了這種困難的方式?！拔覀冊趯?shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)方面的主要挑戰(zhàn)在于更加復(fù)雜設(shè)備的儀表技術(shù)培訓(xùn)，”Danny Cox報(bào)告說，他是位于田納西州Collierville的AOC Resins公司的生產(chǎn)系統(tǒng)總監(jiān)。Cox的公司使用過基金會現(xiàn)場總線、DeviceNet、AS-i以及HART協(xié)議來把現(xiàn)場設(shè)備連接到一套愛默生過程管理公司的Delta V控制系統(tǒng)。
“我們嘗試進(jìn)行了供應(yīng)商培訓(xùn)，結(jié)果完全可以說是一場災(zāi)難。現(xiàn)在我們找了一家工程公司，他們派人到工廠現(xiàn)場來，為我們提供手把手的培訓(xùn)。至少對于我們的狀況來說，廠內(nèi)培訓(xùn)看起來更加有效，”他總結(jié)說。
AOC Resins公司必須處理四種不同的網(wǎng)絡(luò)以及來自十個(gè)不同供應(yīng)商的儀表設(shè)備。把你所有的員工都送去接受十種不同的供應(yīng)商課程培訓(xùn)是不現(xiàn)實(shí)的。最好是培養(yǎng)一個(gè)公司自己的專家，他可以從各家供應(yīng)商那里學(xué)習(xí)盡可能多的東西，也可以從網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)和其它最終用戶那里學(xué)習(xí)，然后由他來培訓(xùn)公司里的其它人員。
對于數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)來說，另一個(gè)區(qū)別于辦公室網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)來自于需要熟悉和了解數(shù)字化現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的人員數(shù)量太多。在一個(gè)辦公室里，只有少數(shù)的網(wǎng)絡(luò)專家了解網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)情況。但是在一個(gè)工廠里，整個(gè)自動化部門可能都需要處理現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的問題，至少是部分的網(wǎng)絡(luò)問題。工程師們需要知道怎樣對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始設(shè)置。他們還需要確定有些重要儀表的參數(shù)，過程控制和信息系統(tǒng)需要這些儀表的信息。他們需要知道怎樣對軟件包進(jìn)行組態(tài)以便接收網(wǎng)絡(luò)傳送過來的數(shù)據(jù)。
儀表技術(shù)員們需要知道怎樣使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程校驗(yàn)。他們必須能夠理解儀表的數(shù)據(jù)以便進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。儀表技術(shù)員們必須保存校驗(yàn)記錄，這樣他們就必須知道怎樣存儲這些數(shù)據(jù)，在哪里存儲這些數(shù)據(jù)。
如果有些地方出了故障或者在初次安裝后需要作一些改變，工程師和儀表技術(shù)員常常需要一起工作來解決問題。
因此我們面臨這樣一種狀況，你公司里面的很多人都必須迅速學(xué)習(xí)了解各種網(wǎng)絡(luò)、各種各樣的現(xiàn)場設(shè)備以及至少一種控制和信息系統(tǒng)。恰當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)是至關(guān)重要的，這樣你才能夠預(yù)先了解你將會遇到什么樣的情況。你應(yīng)該多看看和多了解和你類似的其它最終用戶是怎樣在現(xiàn)場總線戰(zhàn)役當(dāng)中獲勝的。
贏得勝利
在供應(yīng)商信息方面的最大問題是他們總是描繪出一幅非常美妙的畫面，因?yàn)楣?yīng)商總是希望推廣自己的網(wǎng)絡(luò)。如果你聽信供應(yīng)商的推薦而采用某一特定的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，你必然會帶著不能實(shí)現(xiàn)的預(yù)期開始你的項(xiàng)目。
你有兩個(gè)途徑來獲知真相。第一個(gè)是從其它最終用戶、系統(tǒng)集成商以及工程公司那里了解情況，他們可能已經(jīng)經(jīng)歷過你想要作的事情。有一些服務(wù)提供商為最終用戶提供實(shí)時(shí)幫助，安裝來自不同供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
首先讓我們聽聽來自一個(gè)最終用戶的介紹。當(dāng)Richard McCormick還在Ultramar公司的時(shí)候，該公司在一個(gè)底層裝置上實(shí)施了一個(gè)基金會現(xiàn)場總線（FF）項(xiàng)目。工程師通過現(xiàn)場總線接口模件把現(xiàn)場儀表連接到一套Honey-Well Expersion PKS（www.honeywell.com）自動化系統(tǒng)上?！拔覀兪褂没裟峋S爾公司的資產(chǎn)管理軟件采集來自于Expersion系統(tǒng)的FF數(shù)據(jù)。我認(rèn)為這些軟件是必須的，如果你想要完全開發(fā)FF的功能。因?yàn)橥ㄟ^FF儀表有如此豐富的數(shù)據(jù)可資利用，在把這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給儀表技術(shù)員之前，你需要一種軟件對它們進(jìn)行去粗取精的處理。這個(gè)軟件能夠向儀表技術(shù)員提供從不同儀表供應(yīng)商的內(nèi)建診斷程序獲得的公用的故障源信息，這能夠大大簡化儀表技術(shù)員的工作，”McCormick建議說。
現(xiàn)在讓我們聽聽來自供應(yīng)商的建議，他使用過許多不同類型的現(xiàn)場總線技術(shù)并且對推廣某一種技術(shù)不感興趣?！澳承┳罾щy的問題會在開車階段出現(xiàn)，一般是由不正確的安裝造成的，”Desmond Ho說道。他是位于中國上海的MooreHawke公司的現(xiàn)場總線應(yīng)用顧問。
“在很多情況下是網(wǎng)段的終端器沒有設(shè)置好。所有的現(xiàn)場總線網(wǎng)段都需要合適的終端器來防止不受控制的信號反射造成通訊錯(cuò)誤。而很多分包商很少注意終端器，甚至把它們完全給忘記了，或者是不管哪里的到處安裝終端器。這兩種方式都會使網(wǎng)段無法正常操作。通常，對中間接線盒和現(xiàn)場保護(hù)箱進(jìn)行逐個(gè)檢查是唯一解決終端器位置錯(cuò)誤的辦法，這會給調(diào)試過程帶來巨大的延誤，”Ho繼續(xù)道。
“這個(gè)問題其實(shí)可以在開始的時(shí)候就避免的，只要選擇新型的帶有自動網(wǎng)段終端器的連接設(shè)備就可以了，例如我們公司的設(shè)備連接器。自動化網(wǎng)段終端器完全消除了這類設(shè)置太多終端器或是終端器設(shè)置不足的問題，對網(wǎng)段的調(diào)試工作有很大幫助。如果使用了多個(gè)現(xiàn)場設(shè)備連接器，永遠(yuǎn)是在最遠(yuǎn)端設(shè)備上的自動終端器被自動激活。如果這根線被斷開了，自動終端器也會自動隨著網(wǎng)段而變化，”Ho總結(jié)道。
ARC Advisory Group的研究總監(jiān)Wil Chin為我們提出了一些如何處理來自多個(gè)供應(yīng)商的通訊協(xié)議的很有價(jià)值的建議?！皩τ诮K端用戶來說，最好的辦法就是挑選一個(gè)具有多協(xié)議處理能力的供應(yīng)商。作為一個(gè)備選項(xiàng)，在工廠升級的時(shí)候也可以考慮FDT技術(shù)，特別是當(dāng)你的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一套全廠范圍的資產(chǎn)管理系統(tǒng)的時(shí)候?！?BR> 正確應(yīng)對問題的好處
一旦AOC Resins公司解決了怎樣對人員進(jìn)行培訓(xùn)的問題，他們就開始感覺到隨之帶來的好處?！皵?shù)字化數(shù)據(jù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于在線儀表的健康狀況監(jiān)視以及多變量信息的通訊能力。最好的例子就是我們的科里奧利流量計(jì)驅(qū)動增益監(jiān)測。如果一個(gè)增益超過了限值，我們可以假定這臺流量計(jì)里有氣體，同時(shí)把第一測量切換到負(fù)載單元。我們還可以用一種類似的方法來識別雷達(dá)液位計(jì)沒有被鎖定在一個(gè)目標(biāo)上，只要觀察信號的強(qiáng)度就可以知道了。這樣可以防止冒罐?！盋ox說道。
防止了一次冒罐以及與之相關(guān)的溢流、停車和清掃工作，這些好處很大程度上證明了數(shù)字化現(xiàn)場總線系統(tǒng)的優(yōu)勢。
Mick自動化公司的McCormick說其它重要的優(yōu)勢還有：分散化的控制、簡單的接線、降低了實(shí)施費(fèi)用、測量精確度更高以及預(yù)防性維護(hù)能力。
“過程工廠現(xiàn)在能夠獲得歷史數(shù)據(jù)用于過程分析、過程改進(jìn)以及實(shí)時(shí)生產(chǎn)管理，”Dan Miklovic說道，他是Gartner公司的制造研究副總裁?！肮S還能夠使用仿真技術(shù)來組態(tài)軟件傳感器，以及由此避免安裝和維護(hù)在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的硬件傳感器?！?BR> 現(xiàn)場總線帶來的這些好處是否值得付出金錢和承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)呢？這是你必須作出的判斷。你必須確保在分析的時(shí)候已經(jīng)把所有的花費(fèi)和好處都考慮在內(nèi)，并且保證你的信息都來自于立場公正的信息來源。
什么使數(shù)字化現(xiàn)場總線的實(shí)施困難重重？
? 工業(yè)界缺乏大量的專家
? 標(biāo)準(zhǔn)太多
? 經(jīng)常需要協(xié)調(diào)多種網(wǎng)絡(luò)和多個(gè)供應(yīng)商
? 惡劣的安裝條件
? 需要處理大量的數(shù)據(jù)
? 很多使用者都必須學(xué)習(xí)怎樣利用網(wǎng)絡(luò)
? 供應(yīng)商總是推薦他們自己的網(wǎng)絡(luò)，而不是針對項(xiàng)目實(shí)施當(dāng)中的困難對客戶提出警告
怎樣迅速掌握信息
? 在你的公司里指定一個(gè)或者多個(gè)人，使之成為專家
? 培養(yǎng)自己的內(nèi)部專家，由他來培訓(xùn)公司里的其它人員
? 確保操作人員盡早使用技術(shù)，經(jīng)常使用技術(shù)
? 尋找和參加供應(yīng)商的立場公正的介紹會
? 與其它有類似項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的終端用戶討論
? 任命一個(gè)獨(dú)立于各家供應(yīng)商的系統(tǒng)集成商
你將從中得到什么？
? 降低了安裝費(fèi)用
? 加快了調(diào)試速度
? 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程儀表維護(hù)
? 獲得更多的儀表數(shù)據(jù)
? 使用多變量儀表更加方便
? 更高的測量精度
? 具備分散控制能力
PROFINET集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)
終端用戶必須經(jīng)常處理自己工廠里邊的多種現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。這使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、安裝和維護(hù)變得更加復(fù)雜。
剛好是所需要的淀粉數(shù)量
Jeff Mueller是位于北卡羅來那州索爾茲伯里的國民淀粉和化學(xué)公司電子材料分部的工程經(jīng)理。他的公司使用profibus pa和profibus dp來連接現(xiàn)場設(shè)備與一套西門子PCS7系統(tǒng)。
國民淀粉公司采用現(xiàn)場總線通訊來監(jiān)視壓力、流量、液位、電導(dǎo)率、pH值和重量測量儀表。“大多數(shù)儀表供應(yīng)商現(xiàn)在都能夠提供profibus作為一種通訊可選項(xiàng)，或者為你提供一塊卡板來把自己的儀表改造為profibus通訊。這有助于維持一個(gè)開放的供應(yīng)商列表，使我們保持工廠歷來的儀表設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，”Mueller說道。
Mueller給我們提出了一些很好的關(guān)于設(shè)計(jì)和安裝的建議：
1． 確保你的儀表供應(yīng)商擁有與profibus通訊的GSD文件；
2． 獲得每個(gè)供應(yīng)商的最大需要電流數(shù)值（mA），這樣你就可以設(shè)計(jì)最優(yōu)化的profibus連接順序布置方案；
3． 選擇電磁閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以使用小于7.5mV電壓的自動控制閥門，這樣你就可以使用本質(zhì)安全的輸出卡件，不再需要配置單獨(dú)的安全柵；
4． 與你的電氣/儀表安裝承包商密切合作，確保他們理解profibus可以減少安裝時(shí)間及費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)；
5． 每個(gè)DP/PA儀表組（5到7個(gè)模擬儀表）使用一根電纜，配置5到7個(gè)終端；
6． 在安裝完成以后，請系統(tǒng)集成商或者工廠的控制工程師重新打開每一個(gè)T型連接器下游的分支，為小組里的每一個(gè)后繼儀表分配地址；
7． 每個(gè)儀表都應(yīng)該在線組態(tài)，而不是在現(xiàn)場組態(tài)。
國民淀粉公司獲得的好處還包括降低了安裝費(fèi)用以及可以遠(yuǎn)程接入儀表。“profibus消耗的安裝費(fèi)用更少，因?yàn)槲覀冎挥靡桓娎|連接5到7臺儀表。這是保證總電流低于85毫安，同時(shí)維持本質(zhì)安全情況下所允許的最大儀表數(shù)量，”Mueller說道。
“每臺儀表都需要人員去激活/解鎖其軟件通訊、設(shè)置DIP開關(guān)或者準(zhǔn)備接受新的profibus地址。但是經(jīng)過這些操作以后，剩下的編程工作可以在有空調(diào)的舒適的控制室里完成。任何坐在10000加侖火箭推進(jìn)劑上、在華氏95度的溫度以及濕度95％的環(huán)境下為儲罐的液位計(jì)編程的人都會非常喜歡現(xiàn)在的方式，”Mueller總結(jié)說。
HART使油漆保持流動
Terry Dave是位于加利福尼亞州Redlands的Meter Maintenance & Controls公司的總裁。他的公司從去年開始在Valspar油漆和涂料工廠實(shí)施HART數(shù)字化現(xiàn)場總線技術(shù)。
“組態(tài)非常方便，同時(shí)還具備從工廠最底層取回關(guān)鍵診斷信息的能力，卻不需要與設(shè)備進(jìn)行直接連接。這些特點(diǎn)使我們的信息采集能力達(dá)到了全新的水平，”Dave說道。
“我們正在使用基于PC的ProSoft組態(tài)生成器，這個(gè)軟件非常容易使用并且具有很強(qiáng)的通用性。它使我們既可以從PLC獲得信息，也可以使用板載的ProSoft客戶端模件向PLC發(fā)送信息。這給我們提供了很大的組態(tài)選擇權(quán)，”他補(bǔ)充道。
雖然HART網(wǎng)絡(luò)每個(gè)通道總共最多能夠連接15臺設(shè)備，設(shè)備管理器一般將每個(gè)總線限制在十臺設(shè)備或者更少，以便提高通訊速率和可靠性。
Valspar公司使用Micro Motion公司的質(zhì)量流量計(jì)來讀取批量過程當(dāng)中的流量、溫度和密度信息。他們使用一個(gè)診斷屏幕在靜態(tài)狀況下接觸這些內(nèi)部參數(shù)。在批量過程當(dāng)中，系統(tǒng)跟蹤來自儀表的信息，通過洛克維爾軟件公司的RSSQL將其轉(zhuǎn)換成一個(gè)微軟的SQL數(shù)據(jù)庫，用于趨勢和維護(hù)計(jì)劃。報(bào)警和計(jì)量信息通過RS-View進(jìn)行顯示。
“分析計(jì)量數(shù)據(jù)為我們提供了預(yù)測機(jī)泵變化和計(jì)量問題的能力，我們現(xiàn)在不需要在批量過程正在進(jìn)行的時(shí)候到現(xiàn)場去了。我們現(xiàn)在還能夠在設(shè)備出問題以前發(fā)現(xiàn)有問題的趨勢，”Davis說道。
我們發(fā)現(xiàn)分析和操作通過HART從儀表里得到的信息為我們帶來了極大的好處。現(xiàn)在我們的任何系統(tǒng)都沒有停機(jī)時(shí)間，并且我們還發(fā)現(xiàn)用這種系統(tǒng)通過HMI來獲取重要信息并不需要專門的技術(shù)知識。
“Valspar公司已經(jīng)完全接受了這種技術(shù)，他們正在使用這些信息獲得巨大成功。他們現(xiàn)在能夠根據(jù)流量來了解過濾器的變化趨勢，并且預(yù)測過濾器何時(shí)必須進(jìn)行更換。而不是象以前一樣等到過濾器完全堵塞了再進(jìn)行更換。這種改變既節(jié)省時(shí)間又節(jié)省金錢，”他總結(jié)說。
現(xiàn)場總線使125年的老廠重新青春煥發(fā)
Yves Levesque是位于魁北克Kingsey Falls的Cascades工程和項(xiàng)目公司的技術(shù)辦公室主管。他的公司把有125年歷史的Rolland造紙廠升級為基金會現(xiàn)場總線（FF）。
這個(gè)造紙廠的控制系統(tǒng)非常老舊，大多數(shù)是氣動儀表，加上少量4到20毫安的HART設(shè)備?！百M(fèi)用很高，需要大量的人工干預(yù)，而且工廠正在虧損，” Levesque說道。“隨著最近加元的升值和來自東南亞的有史以來最激烈的競爭，我們需要迅速作出改變才能使工廠不至于被迫關(guān)門?！?BR> 工廠作出決定將其中兩個(gè)造紙廠的機(jī)械進(jìn)行自動化改造。“由于考慮對其進(jìn)行整體的更新，我們把所有氣動儀表都更換成為FF儀表，并且把它們連接到新的DeltaV控制系統(tǒng)。我們還安裝了一些DeviceNet設(shè)備來處理數(shù)字量I/O" title="I/O">I/O，同時(shí)把現(xiàn)有的4到20毫安HART設(shè)備連接到一個(gè)DeltaV的遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)” Levesque說道。
“我們選擇基金會現(xiàn)場總線的最重要原因是降低電纜的費(fèi)用。通過把多個(gè)儀表連接到一個(gè)FF，同時(shí)利用遠(yuǎn)程I/O的能力把數(shù)字量I/O或者4到20毫安HART設(shè)備也連接到控制系統(tǒng)，從而大大降低了所需要的電纜數(shù)量，” Levesque說道。
Levesque宣稱每臺設(shè)備大約節(jié)省了400美元的調(diào)試費(fèi)用。Cascade公司還在沒有一次大規(guī)模停車的情況下完成了升級工作?！拔覀冞M(jìn)行了七次獨(dú)立過程的小規(guī)模停車，但是整個(gè)升級改造期間造紙廠總體上一直保持運(yùn)轉(zhuǎn)?！?BR> 他補(bǔ)充說，“一個(gè)很大的好處是我們可以從FF儀表獲得大量的信息。對于模擬信號和HART信號你需要有特殊的卡件和特別的培訓(xùn)才能做到這樣。而對于FF系統(tǒng)，這些是完全透明的、開放的。我們發(fā)現(xiàn)這是一種非常好的工具，可以在很短的時(shí)間周期內(nèi)傳送許多的信息?！?BR> 最主要的挑戰(zhàn)就是對于基金會現(xiàn)場總線不熟悉。“在Cascade公司沒人有FF的經(jīng)驗(yàn)或者以前曾經(jīng)組態(tài)過FF設(shè)備。兩個(gè)Cascade工程和項(xiàng)目公司的技術(shù)人員接受了短期的基金會現(xiàn)場總線培訓(xùn)課程，然后我們就能夠進(jìn)行完整的組態(tài)工作，所花費(fèi)的時(shí)間與處理模擬設(shè)備一樣多，”Levesque說道。
“我們確實(shí)上過一堂課。當(dāng)我們安裝現(xiàn)場總線系統(tǒng)時(shí)我們在網(wǎng)段上使用了T形連接器，同時(shí)我們很快意識到如果使用連接塊或者模塊連接器可能會更好。其中的秘密就在于事先稍微多做一些計(jì)劃工作，” Levesque繼續(xù)說。
“最后的挑戰(zhàn)來自于工廠的人員。他們當(dāng)中的許多人對于氣動儀表已經(jīng)有25到30年的經(jīng)驗(yàn)，我們擔(dān)心他們在學(xué)習(xí)FF時(shí)會遇到困難。但是DeltaV與FF的組合非常的用戶友好，所以他們學(xué)習(xí)的很快，” Levesque總結(jié)道。
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