冯明义
陕钢集团汉中钢铁有限责任公司 陕西汉中 724200
摘要：20世纪90年代，实用性较高的总线控制系统，迅速发展起来，其是全球范围一种较为新型的控制类型系统。该系统属于当前自动化技术的一项核心内容，并广泛的受到全球制作自动化设备的用户以及制造商的广泛关注。该系统的产生，在一定程度上促进了自动化领域的进步与发展，其深度与广度也是一个新的超越，进而为自动化领域开创新的契机。过程控制的应用在目前市场经济大环境下，对多个领域的发展都起着十分重要的作用，过程控制的发展良好，技术较成熟。过程控制中的总线控制应用实现了计算机技术、通信技术以及控制技术的有效结合，形成了比较完善的控制模式，有效提高了控制效果，推动了各行各业的快速发展和经济进步。鉴于此，本文就现场总线控制在过程控制中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：现场总线控制；过程控制；控制功能
一、过程控制与总线控制特点
（一）过程控制特点
1、控制主体复杂、控制要求高
连续生产过程具有多样化的特点，生产规模的大小各异，对生产工艺的要求也不尽相同，再加上生产产品的多元化和复杂化，造成了过程控制主体的复杂性。每一个连续生产过程需要控制的参数都存在一定的差异，对生产产品的质量和型号提出了不同的要求，这些参数之间的异同和关联性都为过程控制的实施带来了巨大的挑战，也在无形中提高了对过程控制的要求。
2、过程控制方案十分丰富
过程控制方案的制定需要根据生产过程的复杂情况和工艺使用情况进行适当的调整，生产工艺的多样化和生产过程的复杂化决定了过程控制方案的丰富性。过程控制方案的制定目的就是满足不同生产过程的实施，以及生产工艺的有效应用，过程控制方案的内容十分丰富，既包括了单变量的控制系统，又涵盖了多变量的控制系统；既有常规的仪表控制，又有先进的计算机集成控制[1]。
3、慢过程参数控制性
在工业生产过程中，过程控制的评定标准常以各种物理量表示，例如温度、压力、流量等。工业生产过程中表现的各种物理参数指标都具有一定的惯性和滞后性，从而导致过程控制出现了慢过程参数控制性。
4、定值控制性
定值控制性是过程控制的一个比较明显且主要的特点。与一般的航空器姿态控制或者机器人动作控制相比，过程控制的设定值都维持在一个相对恒定或者变化极小的范围内。工业生产中的过程控制主要目的是减少外界因素对控制参数的影响，使生产过程长期保持在一个相对稳定的状态，从而有效提高生产效率和生产质量。
（二）总线控制的特点
现场总线控制系统就是安装在生产现场自动化设备和过程控制总控室之间的一种多点双向通信数据总线，总线控制系统主要以数字化、智能化、以及控制设备为节点，形成总线控制网络系统。总线控制系统在过程控制中的应用是分散的，无论是总线控制机构、软件编程还是控制功能执行等，都具有分散性，总线控制只需要考虑组态内的控制工作，而组态外的功能执行、数据收集、以及算法执行等需要在生产现场的各种仪表中实现[2]。
二、现场总线控制与过程控制分析
（一）过程控制分析
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[3]。
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。
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。
（二）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。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[4]。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。
三、现场总线技术的发展技术发展
到一定程度便会形成自己的标准，但标准的发展基本上几经波折。其中ISO、OSI以及RM均属于网络发展信标，但TCP与IP属于开发中遇到的问题。现场总线技术的发展需要标准统一，其中FondationFieldbus技术规范应该算是最为全面与先进的总线技术，能够呈现几乎所有现场总线技术的效果，但是该项技术由于技术含量太高，因此很难投入实用。现场总线技术对于自动化领域而言不仅是机会同时也是挑战，目前国内许多大集团与制造业厂商都对现场总线技术深感兴趣，许多现场总线产品也逐渐引进中国，许多企业已展开使用，其中FondationFieldbus、CAN、HART等属于典型代表[5]。当然，我国要想发展自己的系统，还需要投入大量时间与成本去研发，由于目前我国在这方面尚且投入不足，所以更多企业采取的是人工控制方式，原因在于目前国内现场总线设备及系统的成本过高。因此，笔者认为一方面需要加强基础演技，重视对现场总线管理设备的研发工作；另一方面要结合我国实情，对现场总线系统软件展开研发。
结语
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。
参考文献：
[1]孙竹梅，王琦，白建云，张俊.多协议现场总线控制系统创新型试验设计[J].自动化仪表，2019，40(12):10-13.
[2]邓细平，吴小根.FF现场总线在工业过程控制系统中的应用[J].有色冶金设计与研究，2019，40(05):29-30+33.
[3]陆杰锋，徐燕娟.基于现场总线冗余技术的DCS控制系统设计探析[J].科技创新与应用，2019(25):101-102.
[4]赵婧.基于现场总线技术的智能化电厂设计[J].数字通信世界，2019(07):101-102.
[5]刘美俊，AKHTARAdnanIbne.两种现场总线介质访问控制方式实时性分析[J].厦门理工学院学报，2019，27(03):1-7.