就地控制(CIF)策略將有廣闊前景

　　ARC咨詢集團最近發布的一份白皮書表明，FF支持的就地控制(CIF)策略由于允許監控人員對工廠運行的確定性擾動采取措施，從而提高了過程控制性能。

　　保持單回路完整性的關鍵在ARC一份題為“就地控制的業務價值主張”的白皮書中，闡述了通過FF功能塊結構和其他支持性功能，可以為運營卓越目標提供一個完整的自動化體系。FF設備的嵌入式控制功能是取得高可用性控制的關鍵使能因素，也是實現單回路完整性的基石。

　　來自測試和實際應用的結果表明，FF的就地控制(CIF)在極快速、快速和中速過程動態控制性能提升方面，應該可以帶來30%的改進。相比DCS系統，根據ARC報告，FF在極快速、快速和中速過程動態控制性能提升方面，應該可以帶來30%的改進。CIF帶來的控制回路可用性水平提高3倍以上。

　　最近，FF歐洲、中東和非洲(EMEA)督導委員會委托工業系統與控制公司(ISC)完成了一份研究報告，ISC是一家專門從事控制工程咨詢的公司，同蘇格蘭Strathclyde大學工業控制中心有密切關系。該份報告闡述了CIF的優勢，ARC白皮書將其作為了參考材料。

　　FF總裁兼CEORichTimoney認為，新的ARC研究對尋求FF技術效益最大化的自動化用戶而言，提供了很有價值的參考。他說：“正如ARC在報告中所言，FF技術為3個關鍵領域提供業務價值——過程完整性、業務智能、過程行業企業所有信息開放靈活的集成。FF提供的就地控制保證了更加緊密的控制和更高的可用性。對于眾多應用與控制回路來說，這一優勢可以讓重要的過程完整性更加增強。過程行業用戶最終可以提高銷售與利潤水平，這反過來也是用戶投資這些新技術的驅動力。”Timoney補充道：“隨著近來對就地控制的綜合性研究取得進展，用戶現在首次可以肯定地看到，基于基金會技術的CIF策略將帶來重大的運營改進，從而實現業務數字增長。”

　　殼牌全球解決方案國際部SGSI對就地控制策略進行了大量評估。根據SGSI所說，“我們認為基于FF技術的就地控制適合簡單回路和串級回路，而非復雜回路。SGSI發現，這一技術的主要優勢在于減少了過程控制器負擔和網絡流量，每個網段可以容納更多回路，并實現非常快速的回路響應。”

　　真正的分布式控制通過設備層控制，過程自動化功能實現了真正的分布式，H1(現場設備)層以上的控制系統不會存在單點故障。

　　如果人機界面HMI發生故障，無法對過程進行可視化，控制器或其他系統元件及控制回路，包括智能現場設備、執行機構與定位閥、網絡都不會受到影響。

　　現場級控制也給工廠自動化策略帶來更大的靈活性，控制器可以更多地處理高級控制功能，如先進控制與優化。FF允許“動態實例功能模塊”，即功能模塊在不同系統組件中根據需要被激活。此外，還有大量不同類型的模塊庫，除了基礎PID，還有像交換機、報警等。

　　像ABB等領先的控制系統廠商相信FF高速以太網HSE是實現就地控制的關鍵。譬如，ABB的System800xA便采用了HSE，現場控制可以通過多個網段的設備同時完成。將信號從一個網段傳送到另一個網段完全不需要控制器的介入。

　　新白皮書的主要作者——ARC分析師LarryO’Brien認為，就地控制改進了控制回路性能，在讀-執行-寫的整個控制回路周期內，可以提供更加快速的采樣率與更短的延遲時間。CIF對現場回路的所有控制過程提高了完整性、靈活性和可靠性，這一點對快速過程回路(包括很多流量和壓力回路、一些溫度、pH、定位和速度回路)的性能改進顯得更加明顯。因為過程工廠中控制回路的交互會顯得更為復雜，那么就地控制既然對流量和壓力控制有所改進，意味著更慢的回路性能也能夠得以改進。

　　改善過程性能在進行一系列仿真研究之前，ISC發布了題為“就地控制：性能優勢分析”的報告，該報告分析了兩類控制方式在時序方面的差異，一類是通過總線系統進行就地控制，另一類是采用主機控制(DCS)的總線系統，并建立了影響控制性能的典型延遲與采樣速率。另外還對很多種場景與過程動態進行了測試。

　　正如ARC白皮書所描述，ISC發現在典型的快速過程應用中，就地控制比DCS控制的性能更加優異。據記錄，響應時間可以提高10~30%，抗擾動性能提高20%。

　　白皮書最后總結道，就地控制帶來的性能提升必須最終符合業務價值主張，這才是工廠采用任何一項新技術的最終價值體現。除了上述的改進控制性能優勢，就地控制還可以減少產品變化性、更快更容易地改變產品品級，減少開車所需時間，提高可用性和節約能源。