现场总线给自动化技术带来的深刻变革

Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundationRichardJ.Timoney理查德.蒂莫尼President&CEO主席和总裁FieldbusFoundation现场总线基金会FieldbusFoundation现场总线基金会“ChangingthePlayingField”“自动化技术的深刻变革”2Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation当前工业展望最终用户寻求开发性的自动化结构以便实现信息集成–排除封闭的自动化技术带来的障碍–挖掘工厂的潜能最终用户盼望得到真正的规模可变控制方案–能够集成现有的设备–能够和现有的旧系统共存–能够保护以有的投资3Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation新技术和旧技术的对比你会买一辆1985技术的新车吗?12MPG,没有安全气囊,化油器,要不断试验看到故障才能解决问题，路边的小维修店……还是买一辆2007技术的新车?混合动力45MPG,前座和侧面气囊,电喷,助力,GPS,电脑自动检测,4S店专业的维修服务……4Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation现场总线基金会的技术是集数据、通讯、工厂资产和事件管理的一体化的自动化结构。它在实现设备和控制系统互操作的同时，将控制功能高度分散到工厂的各个层面。现场总线基金会的技术真正实现了一体化的自动化结构…这是目前最先进和灵活的技术之一.•它不只是简单的用数字信号替代现场4-20mA信号.•它的技术不为某家供应商所独有，它是基于国际标准的技术。在过程自动化领域，它为用户提供了一个通用的技术平台，利用这个平台，用户可以实现最佳的业务运作和持续不断地提高工厂的效益现场总线Ff带来自动化技术的深刻变革5Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation•丰富的功能块模型•统一的数据格式•时间的同步•控制的精确性•信息的发布和预定模式•具有极高的可用性•采用国际标准的控制网络•可靠的网络管理功能现场总线基金会的技术涵盖了ARC定义的协作式过程自动化系统的各个关键方面.现场总线Ff带来自动化技术的深刻变革6Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation•现场总线基金会的技术采用功能块的结构，这使得在现场的控制变成可能。在现场的控制可以提高控制回路的完整性和可靠性。•现场总线基金会的网络管理功能和链路活动管理器的技术可以确保网络的连续运行。冗余的技术从上到下都可以实现。•现场总线基金会的安全仪表系统(SIS)的概念将给仪表安全系统和特殊控制系统带来革命性的变革。根据NIST(美国国家标准和技术委员会)的统计,由于由于控制系统的失灵和操作人员对控制危机状况的解决不力而对美国经济造成的损失，每年高达200亿美元。现场总线Ff带来自动化技术的深刻变革7Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation现场总线基金会已经发布的技术规范H1现场总线(31.25KBIT/S)网络管理数据链接服务数据链接协议现场总线信息规范现场总线访问子层系统管理规范功能块功能块部分1–功能块模型功能块部分2–基本功能块功能块部分3–高级功能块功能块部分4–多输入、输出功能块功能块部分5–柔性功能块系统结构系统结构高速以太现场网总线(100MBIT/S)以太网形态现场设备访问系统管理冗余网络管理规范设备描述设备功能文档设备描述语言(DDL)工具公共下载工具SIS功能块SIS应用模型SIS现场总线(31.25KBIT/S)SIS协议SIS系统结构SIS系统结构概述安全仪表系统（SIS）要求安全要求规范8Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation现场总线安全仪表系统（SIS）的测试推动现场总线SIS关键产品的开发编写最佳实践和使用指南量化分析使用现场总线SIS的成本节约-资本收益–硬件更少,用电更少,占地更小,调试更快-运行收益–先进的诊断、缩短测试间隔、改善资产管理测试地点BP–德国盖尔森基兴Chevron–加拿大里齐蒙得沙特阿美Aramco–沙特阿拉拍达兰壳牌Shell–阿姆斯特丹SIS阀门BIFFIEmersonMetsoTopWorxWestlock/TycoSIS逻辑处理器EmersonHIMAHoneywellInvensys-TriconexYokogawaSIS变送器ABBE+HEmersonMagnetrolMooreSmarYokogawa其它技术现场总线诊断MooreMTLP+FSoftingSIS顾问RisknowlogyTÜV9Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation现场总线安全仪表系统（SIS）测试时间表2006全体小组成员开工会–由阿姆斯特丹壳牌全球方案主持4月全体小组成员会议–由阿姆斯特丹壳牌全球方案主持9月SIS管理小组网络会议11月2007SIS管理小组网络会议1月SIS管理小组网络会议2月SIS管理小组网络会议3月SIS管理小组网络会议4月全体小组成员会议–由在意大利Lenno的ABB仪表公司主持5月SIS测试设备送交最终用户测试点4季度2008在阿姆斯特丹进行演示并对外公布5月完成实验室测评年中首台经FF认证的SIS设备产生3季度完成沙特美和壳牌公司现场测评12月10Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation基本过程控制先进过程控制H1+高速以太网（HSE）功能块批量/离散/混合控制SIS扩大了现场总线的应用领域EDDLBasicFunctionBlocksAnalogInputAnalogOutputBias&GainControlSelectorDiscreteInputDiscreteOutputManualLoaderPDControlPIDControlRatioControlAdvancedFunctionBlocksAnalogAlarmArithmeticDeadtimeDeviceControlInputSelectorIntegratorLead/LagSetpointRampGeneratorSignalCharacterizerSplitterTimerFlexibleFunctionBlocks-BasicMultipleInput/Output-8ChannelI/ODiscreteandAnalogRemoteI/OandDataAcquisitionFlexibleFunctionBlocks-ApplicationSpecificBatch/Discrete/HybridControlSequencing–Startup/ShutdownVariableSpeedDriveControlGatewaystoOtherProtocolsSupervisoryDataAcquisitionAdvancedI/OInterfacingMultivariableControlandOptimizationSISFunctionBlocksAnalogInputAnalogComparatorDiscreteInputDiscreteOutputLock安全仪表系统11Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation•通过与OPC基金会的结盟，将OPCUA技术集成到基金会技术方案当中，大量的自诊断信息可以应用在许多方面，比如：业务流程、生产管理、资产管理以及企业上层的应用。•现场总线基金会技术还提供增强的跟踪、追溯、验证以及对法规遵循的能力，为连续和批量/混合过程工业服务。现场总线基金会采用信息发布/预定的技术，实现企业的各个层面商业智能的高度集成。商业智能化现场总线Ff带来自动化技术的深刻变革12Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundationFf在诊断方面有什么独特之处呢?其它总线技术可能有类似的诊断技术，但是只能通过要求获得。如果你通过缓慢的网络要求获得工厂所有设备的自诊信息，网络的瓶颈问题就会发生基金会现场总线诊断信息是在每次传递信息时就自动发布，而不是被动查询得到。这就使得预测维护（维护预警信息）成为可能。实时通讯Email实时通讯+Email+地图+管理器+其它.13Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation标准的转换模块压力变送器的最终标准转换模块已经完成，并且通过了ITK5.0测试即将公布最终规范的模块温度变送器将进行规范的模块(2007)流量具有部份行程测试功能的定位器标准化诊断功能(根据NE107的要求)14Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundationEDDL合作组织15Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation第一阶段任务-已完成图形–采用EDDL实现静态Y-t和XY数据的图形显示图表–采用EDDL实现现场设备实时数据的图形显示更好的用户界面–采用EDDL来描述屏幕版面更好的数据存储-采用EDD能够将数据安全地存储于主机中EDDL合作组织－第一阶段的任务第一阶段的技术规范是IEC61804-3第一阶段的互操作指南是IEC61804-4图表图片更好的用户界面图形更好的数据存储16Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation用户应用OPCUA服务器复杂设备网络服务OPCUA客户端组态/维护趋势/历史资产管理BluelineisareferenceretrievedviaFILEandARRAYEDDLCooperationProjectBluelineisareferenceretrievedviaFILEandARRAYEDDLCooperationProjectBluelineisareferenceretrievedviaFILEandARRAYEDDLCooperationProjectEDDL合作组织－第二阶段的任务操作员人机界面远程I/O访问多个模块离线组态模块化的设备OPCUA协议EDD第1步–获得数据第2步–用户界面加强了对复杂设备访问的功能17Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundationEDDL合作组织18Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation竞争对手也加入进来了2007年3月6日:FDT组织与ECT达成一致，共同致力于开发统一的设备集成方案。FDT将加入ECT，并成为ECT组织里具有投票权的会员。前排:HansGeorgKumpfmueller(西门子),RonHelson(HART基金会),FlavioTolfo(FDT组织),MartinZielinski(艾默生),DieterSchaudel(E+H)后排:EdgarKuester(Profibus基金会),KlausPeterLindner(E+H),RichardTimoney(现场总线基金会),ThomasBurke(OPC基金会),AchimLaubenstein(ABB)未出席者:HartmutWuttig(ABB),HelmutWalraffs(Invensys)19Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation目前的状况独立平台鲁棒性方便使用感观一致++灵活功能不受限制独特的性能嵌套式的通讯结构++++++两种技术意味着双倍的投入-20Dalian,ChinaJune2007©2007FieldbusFoundation未来设备集合的框架设备n图形用