摘要：現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用是一個(gè)新的開(kāi)始，隨著各種傳感器，變送器的出現(xiàn)，一種新型的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)開(kāi)始了一個(gè)新紀(jì)元。文章主要介紹該FCS的原理，特點(diǎn)及在電廠中的應(yīng)用。
　　
　　一、引言
　　
　　隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化作為一種趨勢(shì)正從工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的決策層、管理層、監(jiān)控層和控制層一直滲透到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)，使數(shù)字通信技術(shù)迅速占領(lǐng)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中模擬量信號(hào)的zui后一塊領(lǐng)地。一種全數(shù)字化的、全開(kāi)放式的、可互操作的新型控制系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)正在向我們走來(lái)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)代表了工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中一個(gè)新紀(jì)元的開(kāi)始，并將對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
　　
　　50年前，過(guò)程控制系統(tǒng)采用3~15psi的氣動(dòng)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，即所謂的*代過(guò)程控制體系結(jié)構(gòu)（PCS）。到了60年代，4~20mA模擬信號(hào)的廣泛應(yīng)用，促成了第二代過(guò)程控制體系結(jié)構(gòu)（ACS）。70年代前后，數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，出現(xiàn)了集中控制，即第三代過(guò)程控制體系結(jié)構(gòu)（CCS）。進(jìn)入80年代后，由于微處理機(jī)的廣泛應(yīng)用而產(chǎn)生了分散控制系統(tǒng)，即第四代過(guò)程控制體系結(jié)構(gòu)（DCS）。目前在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的DCS系統(tǒng)采用了分散式的體系結(jié)構(gòu)，型的網(wǎng)絡(luò)支撐和模擬式的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。盡管它克服了CCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性和實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)，但由于其通信網(wǎng)絡(luò)的封閉性和現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)傳輸?shù)木窒扌裕沟萌藗儾坏貌恢匦聦徱旸CS體系結(jié)構(gòu)的合理性。隨著各種智能傳感器、變送器和執(zhí)行器的出現(xiàn)，數(shù)字化到現(xiàn)場(chǎng)、控制功能到現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備管理到現(xiàn)場(chǎng)的呼聲日益增高，一種新的過(guò)程控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)——現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS已經(jīng)呈現(xiàn)在我們面前。
　　
　　二、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的分類(lèi)
　　
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)作為第五代過(guò)程控制體系結(jié)構(gòu)目前還處在發(fā)展骱段，各種不同的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)層出不窮，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形態(tài)各異，有的是按照現(xiàn)場(chǎng)總線體系結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)的新型控制系統(tǒng)，有的是在現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)上擴(kuò)充了現(xiàn)場(chǎng)總線的功能。為了便于討論，我們將重點(diǎn)放在監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。監(jiān)控級(jí)之上的管理級(jí)、決策級(jí)等不予考慮。因此我們可以把FCS分為三類(lèi)：一類(lèi)是由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和人機(jī)接口組成的兩層結(jié)構(gòu)的FCS；另一類(lèi)是由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制站和人機(jī)接口組成的三層結(jié)構(gòu)的FCS；還有一類(lèi)是由DCS擴(kuò)充了現(xiàn)場(chǎng)總線接口模件所構(gòu)成的FCS。
　　
　　1．具有兩層結(jié)構(gòu)的FCS
　　
　　具有兩層結(jié)構(gòu)的FCS如圖1所示。它是由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和人機(jī)接口兩部分組成的。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括符合現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議的各種智能儀表。例如，現(xiàn)場(chǎng)總線變送器、轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行器和分析儀表等。由于系統(tǒng)中沒(méi)有單獨(dú)的控制器，系統(tǒng)的控制功能全部由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成。例如，常規(guī)的P1D控制算法可以在現(xiàn)場(chǎng)總線變送器或執(zhí)行器中實(shí)現(xiàn)。人機(jī)接口設(shè)備一般有運(yùn)行員操作站和工程師工作站。運(yùn)行員操作站或工程師工作站通過(guò)位于機(jī)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡和現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備交換信息，人機(jī)接口之間的或與更高層設(shè)備之間的信息交換，通過(guò)高速以太網(wǎng)HSE實(shí)現(xiàn)。高速以太網(wǎng)上還可以連接需要高速通信的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，例如可編程邏輯控制器PLC等。低速現(xiàn)場(chǎng)總線還可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接到高速現(xiàn)場(chǎng)總線上，通過(guò)高速現(xiàn)場(chǎng)總線與人機(jī)接口設(shè)備或其他高層設(shè)備交換信息。　　
　　這種現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)適合于控制規(guī)模相對(duì)較小、控制回路相對(duì)獨(dú)立、不需要復(fù)雜協(xié)調(diào)控制功能的生產(chǎn)過(guò)程。在這種情況下，由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所提供的控制功能即可以滿足要求。因此在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上取消了傳統(tǒng)意義上的控制站，控制站的控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。但帶來(lái)的問(wèn)題是不便于處理控制回路之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題，一種解決辦法是將協(xié)調(diào)控制功能放在運(yùn)行員操作站或者其他高層計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)；另一種解決辦法是在現(xiàn)場(chǎng)總線接口卡上實(shí)現(xiàn)部分協(xié)調(diào)控制功能。
　　
　　2．具有三層結(jié)構(gòu)的FCS
　　
　　具有三層結(jié)構(gòu)的FCS如圖2所示。它由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制站和人機(jī)接口三層所組成。其中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括各種符合現(xiàn)場(chǎng)總線通信協(xié)議的智能傳感器、變送器、執(zhí)行器、轉(zhuǎn)換器和分析儀表等；控制站可以完成基本控制功能或協(xié)調(diào)控制功能，執(zhí)行各種控制算法；人機(jī)接口包括：運(yùn)行員操作站和工程師工作站，主要用于生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控以及控制系統(tǒng)的組態(tài)、維護(hù)和檢修。系統(tǒng)中其余各部分的功能同前所述，故不贅述。
　　
　　這種現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)雖然保留了控制站，但控制站所實(shí)現(xiàn)的功能與傳統(tǒng)DCS有很大區(qū)別。在傳統(tǒng)的DCS中，所有的控制功能，無(wú)論是基本控制回路的PID運(yùn)算，還是控制回路之間的協(xié)調(diào)控制功能均由控制站實(shí)現(xiàn)。但在FCS中，低層的基本控制功能一般是由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，控制站僅完成協(xié)調(diào)控制或其他控制功能。當(dāng)然，如有必要，控制站本身是*可以實(shí)現(xiàn)基本控制功能的。這樣就可以讓用戶有更加靈活的選擇。具有三層結(jié)構(gòu)的FCS適合用于比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，特別是那些控制回路之間關(guān)聯(lián)密切、需要協(xié)調(diào)控制功能的生產(chǎn)過(guò)程，以及需要特殊控制功能的生產(chǎn)過(guò)程。
　　
　　3．由DCS擴(kuò)充而成的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)　　
　　現(xiàn)場(chǎng)總線作為一種*的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)正在滲透到新興產(chǎn)業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域。DCS系統(tǒng)的制造商同樣也在利用這一技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)，他們?cè)贒CS系統(tǒng)的I／0總線上掛接現(xiàn)場(chǎng)總線接口模件，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線接口模件擴(kuò)展出若干條現(xiàn)場(chǎng)總線，然后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備相連。如圖3所示。　　
　　這種現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是由DCS演變而來(lái)的。因此，不可避免地保留了DCS的某些特征。例如I／O總線和高層通信網(wǎng)絡(luò)可能是DCS制造商的專(zhuān)有通信協(xié)議，系統(tǒng)開(kāi)放性要差一些。現(xiàn)場(chǎng)總線裝置的組態(tài)可能需要特殊的組態(tài)設(shè)備和組態(tài)軟件，也就是說(shuō)不能在DCS原有的工程師工作站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行組態(tài)等。這種類(lèi)型的系統(tǒng)比較適合于在用戶已有的DCS系統(tǒng)中進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，或者改造現(xiàn)有DCS系統(tǒng)中的模擬量I／O，提高系統(tǒng)的整體性能和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)管理水平。
　　
　　三、電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的動(dòng)力
　　
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是一種全數(shù)字化的控制系統(tǒng)，它的應(yīng)用將使電廠自動(dòng)化進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。我們不難通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)特點(diǎn)看到它巨大的應(yīng)用潛力，以及對(duì)企業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的巨大推動(dòng)作用。
　　
　　（一）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　
　　1．分散性
　　
　　分布式FCS系統(tǒng)比DCS系統(tǒng)更好地體現(xiàn)了“信息集中，控制分散”的思想。同傳統(tǒng)的DCS相比，F(xiàn)CS體現(xiàn)了更*的分散性。它可以由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成自治的控制回路。現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有高度的智能化與功能自主性，可以完成絕大多數(shù)的基本控制功能，并可以隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行情況。DCS僅僅實(shí)現(xiàn)了控制站層次的控制分散化，而FCS則實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備層次的控制分散化。
　　
　　2．可靠性
　　
　　同DCS相比，F(xiàn)CS的安全柵、隔離器、端子柜、I／O模件、現(xiàn)場(chǎng)電纜和接線端子的數(shù)量大大減少，因此，由于設(shè)備或接線故障所造成的停機(jī)機(jī)率大大減少；FCS中的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采用數(shù)字傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗*力。FCS的結(jié)構(gòu)比DCS簡(jiǎn)化，有的省略了DCS中控制站這一層，操作站直接與現(xiàn)場(chǎng)儀表相連。這些因素均使FCS的可靠性得到提高。
　　
　　3．性
　　
　　引入現(xiàn)場(chǎng)總線可消除模擬通信方式中數(shù)據(jù)傳輸時(shí)產(chǎn)生的誤差，提高傳輸精度。模擬通信方式中產(chǎn)生誤差的原因有以下三個(gè)：輸入通道中A／D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生誤差、模擬信號(hào)傳輸產(chǎn)生誤差和輸出通道中D／A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生誤差。使用現(xiàn)場(chǎng)總線，可以消除轉(zhuǎn)換誤差和傳輸誤差。現(xiàn)場(chǎng)總線是用數(shù)字信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)的，數(shù)字信號(hào)傳輸與模擬信號(hào)傳輸?shù)牟煌幵谟冢呵罢卟划a(chǎn)生信號(hào)傳輸過(guò)程中所帶來(lái)的誤差。現(xiàn)場(chǎng)總線中的數(shù)據(jù)以數(shù)字狀態(tài)傳送，不需要A／D、D／A轉(zhuǎn)換，因此，也不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換誤差。引入現(xiàn)場(chǎng)總線，就消除了上述三個(gè)誤差，提高了傳送精度。
　　
　　另外，F(xiàn)CS采用*的分散控制方式，控制任務(wù)分別由不同的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備中的微處理機(jī)同時(shí)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了控制回路之間的并行分布式處理，其控制速度可以比DCS提高2~10倍，能夠達(dá)到更高的控制精度和控制速度。
　　
　　4．開(kāi)放性
　　
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有開(kāi)放性。對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)具有一致性、公開(kāi)性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從。通信協(xié)議一致公開(kāi)，各不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線可構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開(kāi)放互統(tǒng)。開(kāi)放性決定了它具有互操作性和互用性。互操作性指互聯(lián)設(shè)備間、系統(tǒng)間信息的傳送與溝通；而互用則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類(lèi)似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線還對(duì)環(huán)境有較強(qiáng)地適應(yīng)性，具有較強(qiáng)的抗*力。
　　
　　5．經(jīng)濟(jì)性
　　
　　由于FCS體系結(jié)構(gòu)上的改變，F(xiàn)CS比DCS更節(jié)約硬件設(shè)備。使用FCS可以大量地減少安全柵、隔離器、I／O模件、現(xiàn)場(chǎng)電纜和接線端子，這樣就節(jié)省了I／O裝置以及安裝這些裝置的機(jī)柜和空間，同時(shí)大大地減少了安裝費(fèi)用。
　　
　　采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多儀表互聯(lián)、多變量檢測(cè)和多變量傳送，這樣就可以減少現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)量，降低控制系統(tǒng)的造價(jià)。
　　
　　6．維修性
　　
　　FCS的可維修性要大大優(yōu)于DCS。DCS的故障診斷系統(tǒng)的診斷范圍僅能達(dá)到I／O模件級(jí)，在DCS中幾乎*無(wú)法了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作情況；而FCS的故障診斷范圍卻可以達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)，在FCS中，技術(shù)人員在工程師站上就可以了解所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀態(tài)，調(diào)整零點(diǎn)和量程，查閱產(chǎn)品型號(hào)、技術(shù)規(guī)范、制造廠，以及安裝和維修記錄等。從某種意義上說(shuō)，F(xiàn)CS*消除了DCS的“現(xiàn)場(chǎng)盲區(qū)”，顯著提高了控制系統(tǒng)的可維修性。
　　
　　（二）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是企業(yè)信息集成化的需要
　　
　　中國(guó)加入WTO之后，企業(yè)將加入經(jīng)濟(jì)大循環(huán)，并面臨更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)要在瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)風(fēng)云中站穩(wěn)腳跟，就必須重視信息集成技術(shù)。企業(yè)信息的組成中不僅需要位于頂層的市場(chǎng)信息、位于中層的管理信息和監(jiān)控信息，而且需要位于底層的現(xiàn)場(chǎng)信息。目前廣泛應(yīng)用的DCS不能有效地獲取現(xiàn)場(chǎng)信息，業(yè)已成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息集成的障礙。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，分散控制系統(tǒng)的上層將與互聯(lián)網(wǎng)Internet融合在一起，而下層將采用現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)，使通信網(wǎng)絡(luò)延伸到現(xiàn)場(chǎng)。zui終實(shí)現(xiàn)以廣域網(wǎng)為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)Internet、以局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)Intranet和以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的底層網(wǎng)Infranet所構(gòu)成的三網(wǎng)融合的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。依托這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，企業(yè)所需要的市場(chǎng)信息、管理信息、監(jiān)控信息和現(xiàn)場(chǎng)信息就能夠更有效地集成在一起。
　　
　　（三）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是企業(yè)管理現(xiàn)代化的需要
　　
　　企業(yè)管理現(xiàn)代化包含了相當(dāng)豐富的內(nèi)容，它不僅需要人事管理、財(cái)務(wù)管理、生產(chǎn)管理，而且需要設(shè)備管理、運(yùn)行管理、檢修管理等。后面的這些管理工作需要大量的現(xiàn)場(chǎng)信息，遺憾的是，DCS并不能提供這些信息。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)能夠?qū)⒋罅康默F(xiàn)場(chǎng)信息存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，這些信息可以包括各種運(yùn)行檢修記錄、設(shè)備調(diào)整記錄、環(huán)境參數(shù)記錄，甚至還可以將傳感器的安裝位置和裝卸注意事項(xiàng)均記錄在案。毫無(wú)疑問(wèn)，這將大大提高現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理水平，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)檢修，減少備品備件和實(shí)行全面質(zhì)量管理奠定必要的基礎(chǔ)。
　　
　　（四）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是企業(yè)綜合自動(dòng)化的需要
　　
　　企業(yè)的綜合自動(dòng)化包含三方面的內(nèi)容：即基礎(chǔ)自動(dòng)化、管理自動(dòng)化和決策自動(dòng)化。過(guò)去我們對(duì)于基礎(chǔ)自動(dòng)化給予了較多的關(guān)注，管理自動(dòng)化仍然停留在較窄的范圍內(nèi)和較低的水平上，而決策自動(dòng)化則幾乎是空白的。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，促進(jìn)了現(xiàn)場(chǎng)信息、監(jiān)控信息、管理信息和市場(chǎng)信息的融合、交流與互動(dòng)。使基礎(chǔ)自動(dòng)化、管理自動(dòng)化和決策自動(dòng)化有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)三者的無(wú)縫集成（SeamlessIntegration）。它可以更好地實(shí)現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)化運(yùn)行和*調(diào)度，并且能在更大的范圍內(nèi)支持企業(yè)的正確決策，給企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。顯然，現(xiàn)場(chǎng)總線通信技術(shù)是提高基礎(chǔ)自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)。
　　
　　四、電廠熱工過(guò)程控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
　　
　　電廠熱工過(guò)程是一個(gè)包含了燃料的化學(xué)能到蒸汽的熱能，以及蒸汽的熱能到汽輪機(jī)的機(jī)械能的高度復(fù)雜的過(guò)程，其控制系統(tǒng)同一般的過(guò)程控制系統(tǒng)相比，主要特點(diǎn)如下。
　　
　　1．高度復(fù)雜的過(guò)程控制系統(tǒng)
　　
　　電廠熱工過(guò)程控制系統(tǒng)的高度復(fù)雜性決定了它必須采用分級(jí)分布式的控制體系、分解與協(xié)調(diào)的控制思想。鍋爐與汽輪機(jī)主控系統(tǒng)之間、鍋爐各子系統(tǒng)或汽輪機(jī)各子系統(tǒng)之間、各子系統(tǒng)中的控制回路之間均需要復(fù)雜的協(xié)調(diào)控制功能。
　　
　　2．開(kāi)關(guān)量控制與模擬量控制密切相關(guān)
　　
　　在電廠熱工過(guò)程控制系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)與模擬量控制系統(tǒng)之間的關(guān)系十分密切，幾乎所有的模擬量控制系統(tǒng)都不可避免地包含開(kāi)關(guān)量的控制。同樣，開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)也或多或少地包含一些模擬量的檢測(cè)或控制。
　　
　　3．高速開(kāi)關(guān)量與模擬量控制系統(tǒng)
　　
　　在電廠的某些熱工過(guò)程控制系統(tǒng)中需要高速的開(kāi)關(guān)量或模擬量控制系統(tǒng)。例如：事件順序記錄系統(tǒng)（SOE）、汽輪機(jī)數(shù)字電液控制系統(tǒng)（DEH）等。前者需要1ms的分辨率，后者需要1Oms左右的控制周期，這些都對(duì)控制系統(tǒng)提出了很高的要求。
　　
　　4．高可靠性的控制系統(tǒng)
　　
　　發(fā)電廠是一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程，需要高可靠性的控制系統(tǒng)，特別是機(jī)組的保護(hù)系統(tǒng)，經(jīng)常采用1:1或3取2的冗余系統(tǒng)才能滿足系統(tǒng)的可靠性要求。
　　
　　五、電廠應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的障礙
　　
　　盡管現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)存在著諸多的優(yōu)點(diǎn)，但目前它在電廠中的應(yīng)用，特別是在大型機(jī)組中的應(yīng)用尚存在著下面一些障礙。
　　
　　1．標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一
　　
　　通信技術(shù)是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的核心技術(shù)，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)疑是用戶的期望，也是正確的選擇。雖然電工委員會(huì)已經(jīng)公布了現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)IEC61158，但是，該標(biāo)準(zhǔn)包含了8種現(xiàn)場(chǎng)總線，它不是一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就給用戶選擇現(xiàn)場(chǎng)總線帶來(lái)了困難。
　　
　　2．復(fù)雜系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制
　　
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)基本的控制功能，但復(fù)雜系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制如何實(shí)現(xiàn)仍然是需要考慮的問(wèn)題。在兩層結(jié)構(gòu)的FCS系統(tǒng)中，協(xié)調(diào)控制只能在過(guò)程控制接口卡（PCI）中實(shí)現(xiàn)。然而，部分現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)中的PCI卡不能完成控制功能。即使PCI卡能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能，人們?nèi)匀粚?duì)它的可靠性有所擔(dān)憂。
　　
　　3．開(kāi)關(guān)量系統(tǒng)與模擬量系統(tǒng)的融合
　　
　　目前現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備大都實(shí)現(xiàn)模擬量控制功能，雖然一些公司已開(kāi)發(fā)出具有開(kāi)關(guān)量控制功能的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，但是，要在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備中同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩種控制功能仍十分困難。
　　
　　4．高速開(kāi)關(guān)量與模擬量控制系統(tǒng)
　　
　　目前大多數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)電廠所需要的高速開(kāi)關(guān)量與模擬量控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)仍然沿用傳統(tǒng)的控制器。
　　
　　5．現(xiàn)場(chǎng)總線物理層的冗余
　　
　　目前，連接現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的底層現(xiàn)場(chǎng)總線不能冗余。人們對(duì)底層現(xiàn)場(chǎng)總線的可靠性持懷疑態(tài)度。這種情況在電廠中尤為嚴(yán)重。
　　
　　6．缺少電廠的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備
　　
　　雖然，現(xiàn)場(chǎng)總線的系列產(chǎn)品以及高的速度不斷推出，例如，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)FF認(rèn)證的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備已經(jīng)接近百種，但某些電廠的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備仍然沒(méi)有合適的產(chǎn)品。
　　
　　六、可能的解決方案
　　
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)作為一種新的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，正處于發(fā)展完善階段。雖然電廠熱工過(guò)程控制系統(tǒng)的特殊性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)提出了一些特殊的要求，這些要求不難通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究逐步得到解決。
　　
　　關(guān)于系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制問(wèn)題，可以通過(guò)設(shè)置位于中層的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是采用三層結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)；另外，由DCS擴(kuò)展而成的FCS自然可以通過(guò)原有的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制功能。
　　
　　現(xiàn)在已經(jīng)有一些公司開(kāi)發(fā)出具有邏輯控制功能的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，或者是在現(xiàn)有的可編程邏輯控制器上增加現(xiàn)場(chǎng)總線接口，以解決開(kāi)關(guān)量與模擬量的混合控制問(wèn)題。
　　
　　目前，雖然還沒(méi)有可以用于SOE和DEH的高速開(kāi)關(guān)量與模擬量控制系統(tǒng)，但是具有毫秒級(jí)時(shí)間同步的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)成熟，這類(lèi)產(chǎn)品的出現(xiàn)可以說(shuō)是指日可待。
　　
　　關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)總線物理層的冗余問(wèn)題，現(xiàn)在已經(jīng)列入研發(fā)計(jì)劃，不久的將來(lái)就會(huì)出現(xiàn)一系列具有冗余現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，屆時(shí)，關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)總線可靠性的擔(dān)憂就不復(fù)存在了。
　　
　　總之，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)研究和開(kāi)發(fā)工作的不斷深入，各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備會(huì)不斷涌現(xiàn)，必將會(huì)逐步滿足電廠自動(dòng)化的全部需要。
　　
　　七、結(jié)束語(yǔ)
　　
　　現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)作為新一代的控制系統(tǒng)，正在我國(guó)的工業(yè)過(guò)程控制中逐漸得到推廣應(yīng)用，其控制領(lǐng)域和控制規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。目前，在我國(guó)的望亭、鞍山、椰里、珞磺、來(lái)賓、軍糧城、霍平、嶺奧等十幾個(gè)電廠中都已經(jīng)采用了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。zui近，全國(guó)zui大的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)工程已經(jīng)在株州冶煉廠啟動(dòng)，系統(tǒng)總的I／O點(diǎn)數(shù)達(dá)到1765點(diǎn)，控制回路98個(gè)，11塊H1卡，13個(gè)工作站和4個(gè)控制器。可以預(yù)言，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)必將成為21世紀(jì)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)的主流。