现场总线控制在过程控制中的应用

李 波

（荆楚理工学院，湖北 荆门 448000）

0 引 言

目前，在市场中，现场总线技术趋于成熟。现场总线技术属于现场总线控制系统，主要是将控制、计算机与通信等技术有机整合，形成相应的现场总线控制模式。为有效提升相关的过程控制效果，应合理使用现场总线的相关控制技术，有效提升整体工作质量和水平，达到预期的技术应用目的。

1 现场总线控制与过程控制分析

1.1 过程控制分析

一般过程控制对工艺技术的要求很高，只有确保工艺条件符合要求，才能有效提升相关产品的质量与产量。尤其是一些生产现场十分复杂，条件较为恶劣，会导致被控制的变量受到一定干扰，在此情况下，合理的使用过程控制方式十分重要，应有效进行控制精确度和速度的严格处理。（1）一般过程控制的对象十分复杂，所提出的要求也很多。尤其是连续生产过程，具有多元化的特点。连续生产过程有着多样化的特点，规模的大小有所差异，对工艺技术的要求存在不同，所生产出来的产品存在差异性，所以，过程控制在被控期间，具有多元化的特征。一般受到各个机理因素的影响，整体的生产过程相关控制数据信息存在差异，或者是数据相同，但是对被控制对象的品质要求却很大。在各种生产过程控制期间，工作的机理十分复杂，如果采用传统的工作方式，很难进行整体性的工作管理，在一定程度上会导致各方面的管理工作与控制工作的效果降低，无法满足当前的时代发展需求，严重影响其长远的进步。（2）控制的方案十分丰富。一般生产过程所使用的工艺十分复杂，这也决定了在过程控制期间，所制定出来的控制方案有着多样化特征。为了满足不同的工作需求，应确保控制方案的丰富性。其中不仅需要有单变量类型的控制系统，还需具有多变量的良好控制系统。此外，还应该使用计算机的集散控制系统，以全面提升过程控制工作的效果。需优化各方面工作模式，以促使整体过程控制工作的有效增强。同时，传统PID过程控制模式，新型自适应类型、预测类型、推理类型及模糊类型的控制模式，也应予以足够的重视。（3）慢过程类型的数据控制。在过程控制的工作中，经常使用物理量的形式评价生产过程能否符合正常的要求。此类物理量多是温度数据、压力数据、流量数据与成分数据等，可全面了解过程控制的实际情况，更好地针对物理参数进行研究。（4）定量控制分析。一般过程控制与传统的动作控制存在一定差异，很多过程控制系统在运行的过程中，设定数值均会维持在恒定的范围之内，而在过程控制方面，其主要的目的就是能够降低被控制参数所带来的影响，保证合理针对数据进行控制，确保能够达到高产、生产持续性的目标。由此可见，定值控制属于过程控制期间的主要形式。（5）过程控制的相关系统主要是由具体的规范化过程检测控制的仪器设备所组成，应结合具体的情况，积极采用先进自动化工具、控制仪表设备、计算机设备等。

1.2 现场总线控制的分析

对于现场总线控制，其结构和软件编程功能十分分散，操作站方面只执行组态的相关工作，而在功能方面的执行数据和执行算法，均需要在现场的仪表设备中进行。现场总线控制系统在实际运行期间，主要使用的是输入数据、输出数据、补偿数据、运算数据的相关工作。此类机械设备自身具有较为独立的控制回路，均无需在相关的控制站之内进行信号处理还有PID算法的处理。同时，此类现场机械设备还有仪表设备，均具有一定的数字通信能力，不仅可以对所测量的数据进行传递，还能够将机械设备标识信息、运行状态信息及故障信息等传递出来，遵循同一个通信的协议。这样用户就能够将各种厂家的机械设备，实现有效的统一组态处理，创建出自身的网络系统[1]。然而，目前，在现场总线控制的工作中，受到诸多因素的影响，还存在很多难以解决的问题，无法满足当前的时代发展需求。主要表现如下，现场总线控制期间所使用的机械设备处于底层部位，所处的环境也十分恶劣，这就要求相关的机械设备，必须要有很好的环境适应力，遵循具体的统一总线协议原则，相互之间才能有一定的通信，这就会导致用户在选择的过程中，受到局限性影响；且在现场总线控制期间，所使用的机械设备属于单独的控制回路，相关控制器的功能有所减弱，难以有效提升整体的现场总线控制效果和水平，严重影响各方面工作质量[2]。

2 现场总线控制在过程控制中的合理应用

按照具体的过程控制特点和现场总线控制情况，将相关的现场总线控制技术合理应用在过程控制中，具有较为重要的作用，应该予以一定重视。

2.1 优势分析

将现场总线控制应用在过程控制的相关工作中，具有的优势主要表现如下。（1）有助于确保相关的生产工作，连续性的实现现场总线控制，并分散到各个机械设备中，在一定程度上能够使得风险分散，即使其中一台机械设备或是仪表出现故障问题，也不会对整体的设备运行效果造成影响。此类智能化机械设备在应用期间，还可以有效的为上机位提供相应的故障数据信息，与传统的控制系统相似，每一台控制器设备在相应的执行器设备中，均会使用并行的连接措施，一旦有故障问题，无需停止生产就可以检修，能够确保各方面生产工作的连续实施[3]。（2）有助于实时化的进行现场机械设备的功能管理，构建成为较为独立的控制回路，与以往的过程控制工作相比较，有助于减少控制回路内的信息传递数量。同时，网络内所传递的一般为数字信号，已经将系统之内的D/A、A/D的相关转换过程取消，可以有效改善其中的控制、报警等参数的延迟问题，提升系统的运作效果。（3）有助于增强环境的适应力。一般现场总线控制期间，主要使用全数字通信形式，能够预防在传统过程控制期间，出现传输模拟信号的误差问题，并且抗干扰的性能较高，适合在复杂的运行环境内使用[4]。

2.2 需要注意的问题

现场总线控制的工作中，所使用的机械设备和仪表均具有智能化特点与数字化特点，传统的仪器设备已经不能满足要求，很容易出现问题，因此在选用期间需要注意；当前所使用的现场总线控制设备，在应用期间经常会出现冗余的现象，很容易导致过程控制的可靠性降低，因此在具体工作中应结合实际情况，正确开展设备的管理活动，预防出现设备冗余的现象[5]；现场总线的控制工作中，管理层和底层区域的机械设备，相互之间信息交换十分复杂，因此在传递介质方面，需要重点进行通信功能的管理。尤其是一些规模很大，控制点十分分散的系统，应结合实际情况正确采用现场总线控制方式，以确保各方面工作符合要求。一般现场总线控制的工作中，可以采用多台机械设备针对一台过程控制的装置进行处理，复杂性的完成相关控制任务。与传统的过程控制方式存在差异性，在实际工作中能够有效进行协调管理，满足相关工作要求[6]。

3 结 论

近年来，在生产过程控制的过程中，受到较多因素的影响，还存在很多问题。因此，在实际的控制工作中，应树立正确观念意识，采用现场总线的控制方式开展工作，以提升各方面的工作质量与水平。将现场总线控制的方式合理应用在过程控制中，遵循科学化的工作原则，有效增强整体的过程控制合理性和科学性，保证在实际工作中全面增强各方面的过程控制效果，将现场总线控制的优势发挥出来。