上海賽科90萬(wàn)噸/年乙烯FF總線技術(shù)的應(yīng)用

　　一 概述
　　上海賽科90萬(wàn)噸/年乙烯聯(lián)合裝置是目前世界范圍內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模最大、工藝技術(shù)最新、自動(dòng)化系統(tǒng)集成度最高的石油化工聯(lián)合工廠，該工程總投資約27億美元。2005年3月18日，90萬(wàn)噸/年乙烯裝置開車成功，標(biāo)志著上海賽科乙烯工程所有的生產(chǎn)裝置、公用工程及輔助設(shè)施進(jìn)入正常生產(chǎn)試運(yùn)行。同時(shí)也表明，大規(guī)模采用FF現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)在現(xiàn)代化大型石油化工聯(lián)合裝置中的應(yīng)用獲得了成功。
　　上海賽科(SECCO)工程包括：90萬(wàn)噸/年乙烯裝置等9套生產(chǎn)裝置及公用工程、輔助設(shè)施等。全廠設(shè)一個(gè)中央控制室，所有生產(chǎn)裝置的操作控制和生產(chǎn)管理全部集中。主控制室約800m2 ，其中設(shè)有全部操作員站和監(jiān)視站，另外還有工程師站室、應(yīng)用服務(wù)器室、通信光纜交換機(jī)室、UPS室、管理工程師室、工藝工程師室、操作培訓(xùn)室、會(huì)議室、空調(diào)機(jī)室等。全廠設(shè)有15個(gè)控制系統(tǒng)外站，分別設(shè)在各個(gè)生產(chǎn)裝置中。各控制系統(tǒng)外站內(nèi)安裝各種控制系統(tǒng)機(jī)柜，并設(shè)一臺(tái)帶工程師屬性操作站，面積大約50～300m2 ，全部按抗爆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最遠(yuǎn)的控制外站到中央控制室的距離大約2.5km，各控制外站到中央控制室的各種信號(hào)全部采用雙冗余光纖電纜通信方式傳輸。
　　

　　
　　　　二 全集成自動(dòng)化系統(tǒng)
　　上海賽科乙烯聯(lián)合裝置共有10套DCS系統(tǒng)分別控制9套生產(chǎn)裝置及公用工程(OSBL)。所有其他監(jiān)視控制系統(tǒng)都有自己的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但同時(shí)通過Modbus與DCS通信，使操作員能夠在DCS上監(jiān)視這些系統(tǒng)的狀況。各種系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成全集成自動(dòng)化系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)連接的安全可靠性是十分重要的。網(wǎng)絡(luò)的通信方式應(yīng)采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或是專用局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、串行數(shù)據(jù)鏈接。為了確保網(wǎng)絡(luò)通信的安全可靠，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)提出如下原則要求：
　　(1)一般監(jiān)視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，可采用單路通信網(wǎng)絡(luò)；
　　(2)重要的控制、聯(lián)鎖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，采用雙冗余通信網(wǎng)絡(luò)；
　　(3)對(duì)于重要的網(wǎng)絡(luò)要求有最高等級(jí)的安全性。管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在連接時(shí)應(yīng)該配備防火墻，從而防止未經(jīng)授權(quán)的信息由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳播到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在易受攻擊的計(jì)算機(jī)和工作站上還應(yīng)安裝防病毒軟件。
　　(4)除了與生產(chǎn)過程相連的檢測(cè)和控制設(shè)備外，DCS內(nèi)部的控制網(wǎng)絡(luò)上不應(yīng)與外部系統(tǒng)有直接的連接。
　　(5)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用軟件的使用應(yīng)通過密碼保護(hù)的手段，使其限制在授權(quán)用戶的范圍內(nèi)。
　　(6)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)范圍內(nèi)的通信光纜應(yīng)至少有50%的冗余量。同時(shí)為了在一路通信光纜發(fā)生損壞情況下不影響通信的正常進(jìn)行，應(yīng)使用兩種光纜路徑敷設(shè)(一路走地下埋設(shè)，另一路走架空電纜橋架)。
　　1. 安全聯(lián)鎖(SIS)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
　　SIS系統(tǒng)與外部DCS的相關(guān)設(shè)備連接，主要有：
　　(1)通過冗余的Modbus串行鏈與DCS接口，顯示SIS系統(tǒng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)；
　　(2)通過HART通信與DCS系統(tǒng)的AMS應(yīng)用工作站連接，用于資產(chǎn)管理；
　　(3)通過OPC總線與DCS系統(tǒng)的收集報(bào)警和事件歷史(SOE)的應(yīng)用工作站連接，收集SIS系統(tǒng)的報(bào)警和事件。
　　SIS系統(tǒng)內(nèi)部也通過網(wǎng)絡(luò)通信將設(shè)置在中央控制室的設(shè)備與控制外站內(nèi)的控制器連接起來構(gòu)成整個(gè)SIS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它們有：
　　(1)通過冗余的安全以太網(wǎng)(HPRO-S)將各裝置控制外站內(nèi)的SIS的控制器與設(shè)置在中央控制室內(nèi)的公用的SIS控制器通信連接，輔助操作臺(tái)上的緊急按鈕和旁路開關(guān)通過硬導(dǎo)線作為DI點(diǎn)輸入到中央控制室內(nèi)的公用SIS控制器，這樣聯(lián)鎖系統(tǒng)用的緊急切斷開關(guān)動(dòng)作和旁路開關(guān)狀態(tài)可以通過安全以太網(wǎng)進(jìn)入到設(shè)置在控制外站內(nèi)的SIS控制器中，參加聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算。
　　(2)設(shè)置在中央控制室內(nèi)的SIS系統(tǒng)工程師站通過ELOPII總線與10個(gè)裝置衛(wèi)星站內(nèi)的SIS控制器通信連接，這樣在中央控制室可以對(duì)全廠10個(gè)SIS系統(tǒng)分別進(jìn)行工程組態(tài)。但在各控制外站內(nèi)利用PC機(jī)也可以對(duì)本站內(nèi)的SIS系統(tǒng)進(jìn)行工程組態(tài)。
　　2. 火災(zāi)和可燃?xì)怏w系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(F&G)
　　在各裝置的控制外站內(nèi)都安裝有火災(zāi)和可燃?xì)怏w(F&G系統(tǒng))控制器，它的作用是：
　　(1)通過Modbus串行數(shù)據(jù)鏈與Minerva-M80火災(zāi)報(bào)警盤通信鏈接。后者又通過通信總線與可尋地址的火焰檢測(cè)器、煙霧檢測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警器等連接，這樣在控制器上可以采集到這些火災(zāi)檢測(cè)信號(hào)。
　　(2)各種可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)器的4～20mA信號(hào)作為AI點(diǎn)輸入到火災(zāi)和可燃?xì)怏w控制器中，使控制器能夠采集到可燃?xì)怏w和有毒氣體信號(hào)。
　　(3)在控制器內(nèi)可以組態(tài)F&G系統(tǒng)控制邏輯，并輸出DO點(diǎn)去驅(qū)動(dòng)警報(bào)喇叭、報(bào)警燈、報(bào)警解除裝置以及SIS系統(tǒng)的安全聯(lián)鎖動(dòng)作。
　　(4)F&G系統(tǒng)控制器不僅通過一個(gè)雙冗余Modbus串行數(shù)據(jù)鏈與DCS相連，而且各控制外站內(nèi)的F&G控制器之間還通過基于雙冗余的安全以太網(wǎng)相互連接，并連接到CCR中的3臺(tái)F&G系統(tǒng)操作站，后者作為全廠火災(zāi)和可燃?xì)怏w監(jiān)視系統(tǒng)的備份，當(dāng)DCS系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在中央控制室(CCR)內(nèi)監(jiān)視全廠的安全狀況。同時(shí)在這3臺(tái)F&G操作站的輔助盤上可遠(yuǎn)程操作滅火噴淋系統(tǒng)，以及全廠火災(zāi)和可燃?xì)怏w報(bào)警聲和光的測(cè)試，賽科的HHSE部門是每周檢查測(cè)試一次。
　　(5)火災(zāi)和可燃?xì)怏w網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也連接賽科公司和漕涇工業(yè)區(qū)的消防站，消防站內(nèi)的F&G操作站可監(jiān)視并發(fā)出指令通過F&G網(wǎng)絡(luò)傳送到各控制外站內(nèi)的火災(zāi)和可燃?xì)怏w控制器并向全廠發(fā)出警報(bào)。
　　(6)在有些生產(chǎn)裝置內(nèi)還安裝有火焰電視攝像探頭，通過獨(dú)立的CCTV電纜連接到中央控制室的電視接收機(jī)上供操作員監(jiān)視用。
　　3. 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)(MMS)
　　轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備的位移和振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的MMS-3500機(jī)架除通過冗余的Modbus串行鏈接與本控制外站內(nèi)的DCS通信外，同時(shí)通過儀表局域網(wǎng)與設(shè)置在控制外站內(nèi)的機(jī)器狀況監(jiān)視數(shù)據(jù)采集器(DAQ)和設(shè)置在中央控制室(CCR)工程師室內(nèi)(和維修大樓內(nèi))的MMS工程師站相連接。這樣MMS-3500機(jī)架的位移和振動(dòng)數(shù)據(jù)可傳送至DAQ，而用戶可通過連接儀表局域網(wǎng)訪問MMS 3500和DAQ中的數(shù)據(jù)。機(jī)器狀況監(jiān)視服務(wù)器(DAQ)能分析和顯示轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械動(dòng)態(tài)特性圖形，它所需要的工藝過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是通過中央歷史數(shù)據(jù)庫(kù)(PI)與儀表局域網(wǎng)的連接來提供的。
　　4. 在線氣相色譜分析儀系統(tǒng)(GC)
　　GC的控制器安放在有關(guān)生產(chǎn)裝置的控制外站內(nèi)，它除了通過雙冗余Modbus串行鏈接與DCS通信之外，還通過儀表局域網(wǎng)連接到設(shè)置在中央控制室(CCR)工程師室內(nèi)(或維修大樓內(nèi))的GC工程師站中，從而使得組態(tài)設(shè)計(jì)功能可在CCR工程師室內(nèi)(或維修大樓內(nèi))執(zhí)行，并能訪問GC網(wǎng)絡(luò)上所有的氣相色譜儀，用于數(shù)據(jù)的采集、診斷、校準(zhǔn)等。
　　5. 電氣設(shè)備檢測(cè)控制系統(tǒng)(MCC)
　　電氣系統(tǒng)是使用智能開關(guān)裝置對(duì)電機(jī)和其他電氣設(shè)備進(jìn)行控制。每個(gè)智能開關(guān)都帶有基于微處理器的保護(hù)、監(jiān)視和控制裝置，電機(jī)控制總線將最多128個(gè)智能開關(guān)裝置連接起來，并與各配電室內(nèi)的數(shù)據(jù)集中器相連，它們是環(huán)形連接，如果總線中間斷開不會(huì)影響與各電氣設(shè)備的通信。
　　一個(gè)配電室內(nèi)可能有多個(gè)數(shù)據(jù)集中器，它們通過雙冗余Modbus串行鏈相互鏈接并與對(duì)應(yīng)控制外站內(nèi)的DCS通信鏈接。所有低壓電機(jī)控制數(shù)據(jù)，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和電機(jī)的功率均通過Modbus鏈接傳送到DCS中顯示。在中央控制室操作員能夠通過各裝置DCS操作員站畫面上的電機(jī)操作畫面訪問所有的電機(jī)，同時(shí)在DCS中組態(tài)的聯(lián)鎖系統(tǒng)也通過雙冗余Modbus串行鏈進(jìn)行電機(jī)的啟動(dòng)、停止或啟動(dòng)禁止操作。但是SIS聯(lián)鎖系統(tǒng)需要進(jìn)行電機(jī)的啟動(dòng)、停止或啟動(dòng)禁止操作時(shí)，則應(yīng)采用硬連接線方式與電機(jī)控制回路連接。
　　
　　　　各配電室內(nèi)的遠(yuǎn)方終端單元(REF 560)能夠收集大功率高壓電機(jī)繞組溫度、功率等參數(shù)，電氣供電分布系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過通信接口卡連接變頻控制器(例如，西門子的Profibus變頻通信總線)。
　　遠(yuǎn)方終端單元(REF 560)也通過Modbus串行鏈與對(duì)應(yīng)控制外站內(nèi)的DCS通信鏈接。
　　各配電室內(nèi)(substation)的數(shù)據(jù)集中器(INSUM ICU)和遠(yuǎn)方終端單元(REF 560)由電氣局域網(wǎng)絡(luò)相鏈接，這是一個(gè)以太網(wǎng)(TCP/IP)，另外放置在各配電室內(nèi)的SCADA系統(tǒng)工程師站也鏈接到這個(gè)網(wǎng)上，它可對(duì)整個(gè)配電分布系統(tǒng)的狀態(tài)和所有電機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可對(duì)它們進(jìn)行工程組態(tài)。在中央控制室中安裝有SCADA服務(wù)器，SCADA工程師站和低壓電機(jī)工程師站，它們與此電氣局域網(wǎng)絡(luò)連接，同樣可對(duì)整個(gè)配電分布系統(tǒng)的狀態(tài)和所有電機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可對(duì)它們進(jìn)行工程組態(tài)。
　　6. 工廠信息(PI)網(wǎng)絡(luò)
　　各生產(chǎn)裝置的DCS中有一個(gè)負(fù)責(zé)記錄和儲(chǔ)存工藝數(shù)據(jù)的連續(xù)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用工作站，它一方面與本裝置的DCS控制網(wǎng)絡(luò)連接采集DCS數(shù)據(jù)，同時(shí)通過專用網(wǎng)絡(luò)(RAS)與其他裝置的連續(xù)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用工作站互相連接。此網(wǎng)絡(luò)通過防火墻與設(shè)置在行政大樓辦公室內(nèi)的中央歷史記錄服務(wù)器(central PI)相連接。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱工廠信息局域網(wǎng)(PI網(wǎng)絡(luò))，它將各生產(chǎn)裝置的工藝數(shù)據(jù)傳到全廠范圍的中央歷史數(shù)據(jù)庫(kù)(central PI)中，供企業(yè)各部門查閱，并為其他管理軟件和系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。
　　7. 先進(jìn)控制和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)(APC網(wǎng)絡(luò))
　　在具有APC先進(jìn)控制的裝置里，DCS控制網(wǎng)上有一個(gè)APC應(yīng)用工作站，可采集DCS的有關(guān)數(shù)據(jù)。各裝置的APC先進(jìn)控制服務(wù)器通過OPC網(wǎng)絡(luò)與對(duì)應(yīng)裝置的APC應(yīng)用工作站連接。先進(jìn)控制APC服務(wù)器中的計(jì)算結(jié)果，控制數(shù)據(jù)和DCS的過程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是通過APC網(wǎng)絡(luò)相互傳送，可實(shí)時(shí)處理各種設(shè)定點(diǎn)及其他控制參數(shù)。APC應(yīng)用工作站的主要功能是起OPC通信作用以及放置某些DCS中沒有的中間計(jì)算功能模塊。APC網(wǎng)絡(luò)是冗余的。
　　另外APC服務(wù)器通過儀表局域網(wǎng)與操作員臺(tái)上的一般用途PC機(jī)連接，這臺(tái)PC機(jī)是操作員的APC控制的界面，可以進(jìn)行投運(yùn)APC操作，改變APC控制設(shè)定參數(shù)等。
　　8. 資產(chǎn)管理系統(tǒng)AMS
　　各裝置的DCS系統(tǒng)都有一臺(tái)AMS應(yīng)用工作站，它通過HART通信協(xié)議總線與設(shè)置在對(duì)應(yīng)裝置控制外站內(nèi)的SIS系統(tǒng)的I/O HART信號(hào)轉(zhuǎn)換器連接，收集SIS系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)儀表的資產(chǎn)管理信息。同時(shí)FF總線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的資產(chǎn)管理信息也被收集到這臺(tái)AMS應(yīng)用工作站。AMS系統(tǒng)能診斷現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的各種故障信息，并能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行組態(tài)。
　　三 FF現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用
　　上海賽科的FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備有10631臺(tái)，2473個(gè)FF現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段，平均每個(gè)網(wǎng)段上掛5.8臺(tái)FF現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。
　　上海賽科乙烯工程大規(guī)模全面使用FF現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，它的通信速度能滿足石油化工過程控制的要求。除部分儀表出現(xiàn)通信故障外，F(xiàn)F總線儀表運(yùn)行基本正常，F(xiàn)F總線的優(yōu)越性正在逐漸發(fā)揮作用。上海賽科成功應(yīng)用FF總線技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)是：
　　(1)FF現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)的進(jìn)一步成熟。
　　(2)嚴(yán)格的FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)規(guī)定。
　　(3)較完善的安裝調(diào)試方法。
　　(4)各工程承包公司和現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備供應(yīng)商的通力合作，嚴(yán)格執(zhí)行FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)規(guī)定。
　　(5)FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備供應(yīng)商的豐富經(jīng)驗(yàn)和它的全球支持能力等各種因素所致。
　　該工程實(shí)踐證明，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)在大型石油化工裝置大規(guī)模的應(yīng)用是可行的。
　　1. FF現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)
　　(1)FF現(xiàn)場(chǎng)總線具有開放性、互操作性與互用性，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)已為所有標(biāo)準(zhǔn)的功能模塊和轉(zhuǎn)換器模塊提供了DD文件，供應(yīng)商可拿來使用。同時(shí)供應(yīng)商也可附加自己的特定特性，例如設(shè)備標(biāo)定和故障診斷功能的人機(jī)接口的數(shù)據(jù)意義。所以不同供應(yīng)商的產(chǎn)品可以互用。
　　(2)FF現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治化。現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備將微處理器置入現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量控制儀表中，具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，實(shí)現(xiàn)一對(duì)傳輸線接多臺(tái)儀表，雙向傳輸多個(gè)信號(hào)。將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能在現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備中完成，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備還能完成控制的基本功能。
　　FF現(xiàn)場(chǎng)總線的壓力和差壓變送器如果測(cè)量量程不超過該傳感器的最大量程范圍，則在變送器的AI模塊中通過設(shè)定XD-SCALE和OUT-SCALE參數(shù)就可以修改和設(shè)置該變送器的測(cè)量量程，無需像4～20mA傳統(tǒng)變送器那樣用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器來改變和校驗(yàn)變送器的量程。
　　(3)FF現(xiàn)場(chǎng)總線控制功能高度分散化。
　　(4)數(shù)字信息技術(shù)發(fā)展迅速，為今后數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。FF現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)為全數(shù)字化技術(shù)，準(zhǔn)確性與可靠性高，各種功能更加強(qiáng)大，現(xiàn)場(chǎng)儀表和功能模塊不斷產(chǎn)生，為今后數(shù)字技術(shù)在控制系統(tǒng)中的進(jìn)一步應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　(5)FF現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)安裝材料與調(diào)試工作量減少。現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的接線簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)規(guī)定一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段最多連接9～12個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備，其中有增加3臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的余量。儀表電纜、端子、電纜槽、橋架的用量減少，接線及查線的工作量減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備時(shí)，可就近連接在現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段上，既節(jié)省投資，又減少設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測(cè)算資料表明，可節(jié)約安裝費(fèi)用30％以上。
　　由于FF總線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的性能穩(wěn)定，精確度高，量程改變方便等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)踐說明在出廠已經(jīng)調(diào)試合格的基礎(chǔ)上，F(xiàn)F總線現(xiàn)場(chǎng)變送器和閥門定位器在安裝前無需進(jìn)行單表的校驗(yàn)調(diào)試，在安裝后，如果在DCS的資源管理器中能夠檢查現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備參數(shù)是正確的，則這臺(tái)總線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備就是正常的，閥門的行程在DCS中做回路調(diào)試時(shí)再進(jìn)行檢查，節(jié)省了調(diào)試時(shí)間和調(diào)試費(fèi)用。
　　(6)FF現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)為降低設(shè)備的生命周期成本提供工具。由于FF現(xiàn)場(chǎng)總線控制設(shè)備具有更多的故障自診斷能力，并通過數(shù)字通信方式將診斷維護(hù)信息送往DCS，管理人員通過DCS的資產(chǎn)管理系統(tǒng)(AMS)查詢所有儀表設(shè)備的運(yùn)行情況，診斷維護(hù)信息，尋找故障，以便早期分析故障原因并快速排除，儀表設(shè)備狀況始終處于維護(hù)人員的遠(yuǎn)程監(jiān)控之中。與此同時(shí)，根據(jù)AMS系統(tǒng)提供的信息準(zhǔn)確地制定大修或搶修的作業(yè)計(jì)劃和備件準(zhǔn)備，不必進(jìn)行調(diào)節(jié)閥的周期性的輪流解體檢修，縮短停工維修時(shí)間，節(jié)約維修費(fèi)用，降低生命周期成本。
　　目前上海賽科的AMS系統(tǒng)診斷數(shù)據(jù)對(duì)于FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備來說是來自現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段的故障診斷通信信息，需要進(jìn)入FF網(wǎng)段在線查閱。對(duì)于非FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備來說是來自HART信號(hào)的故障診斷通信信息，可在AMS應(yīng)用站上查閱。因此管理人員需要在兩個(gè)地方查閱它們?cè)\斷信息。現(xiàn)在上海賽科正在升級(jí)AMS的版本(7.0)，使來自兩個(gè)地方的診斷信息合并在一起，管理人員可在AMS應(yīng)用站上方便地查閱現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷信息。
　　(7)模型裝置FF總線技術(shù)的應(yīng)用投資分析，對(duì)FF總線技術(shù)與常規(guī)技術(shù)的投資比較。
　　結(jié)論：采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，降低建設(shè)投資的關(guān)鍵要素：提高總線網(wǎng)段(Segment)的使用率；采用國(guó)產(chǎn)總線電纜。(詳見表格情況1至情況3)
　　天津安琪爾生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)FF總線電纜已經(jīng)在國(guó)內(nèi)大型裝置的FF現(xiàn)場(chǎng)總線回路中得到使用，情況良好，為FF總線電纜的國(guó)產(chǎn)化和降低FF現(xiàn)場(chǎng)總線的建設(shè)投資起到了促進(jìn)作用。
　　那種認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)越性就是節(jié)省電纜是片面的觀點(diǎn)，它的精髓在于全部信息化和智能化。現(xiàn)場(chǎng)總線是并不昂貴的高新技術(shù)，性能提高但總體節(jié)省(包括設(shè)計(jì)、設(shè)備、材料、施工、維護(hù)等)貫穿了系統(tǒng)的全生命和全周期，使用系統(tǒng)的規(guī)模越大，優(yōu)越性將體現(xiàn)得越明顯。
　　2. FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)計(jì)考慮
　　要使FF現(xiàn)場(chǎng)總線回路能夠正常運(yùn)行，總線回路的正確設(shè)計(jì)和組態(tài)非常重要。根據(jù)FF基金會(huì)總線系統(tǒng)工程指南要求和賽科使用經(jīng)驗(yàn)，需要考慮如下幾方面：
　　(1)FF現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮網(wǎng)段總的電流負(fù)載、電纜型號(hào)、總線干線長(zhǎng)度、總線支線長(zhǎng)度、電壓降和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量等。H1總線網(wǎng)段上可掛的設(shè)備最大數(shù)量受到設(shè)備之間的通信量、電源的容量、總線可分配的地址、每段電纜的阻抗等因素的影響、總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用單雞抓型。這些設(shè)計(jì)要求在FF基金會(huì)的有關(guān)文件中有明確規(guī)定。賽科項(xiàng)目設(shè)計(jì)中使用了Emerson過程管理公司提供的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段設(shè)計(jì)工具來設(shè)計(jì)和檢查。
　　(2)為提高FF總線工作效率，在設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)應(yīng)該盡量減少FF設(shè)備在總線上的通信量。應(yīng)盡量做到以下幾點(diǎn)： 盡量將PID控制模塊放在現(xiàn)場(chǎng)閥門定位器中，賽科項(xiàng)目中原則上將單回路和串級(jí)控制副回路的PID控制塊放在智能閥門定位器中，這樣就可減少DCS控制器與現(xiàn)場(chǎng)閥門定位器之間的通信量；寫現(xiàn)場(chǎng)總線的靜態(tài)參數(shù)時(shí)僅寫有變化的參數(shù)，節(jié)約NVM(易揮發(fā)寄存器)資源，否則參數(shù)每秒種掃描一次很快就將NVM寄存器寫滿，使其失去寄存功能，必須調(diào)換了；在控制回路中應(yīng)盡量減少該回路之外的參數(shù)引入到該回路的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備中，因?yàn)榭绻δ軌K、跨網(wǎng)段的引用數(shù)據(jù)會(huì)增加通信量。
　　3. FF現(xiàn)場(chǎng)總線安裝和測(cè)試要點(diǎn)
　　賽科項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)總線使用經(jīng)驗(yàn)表明現(xiàn)場(chǎng)總線回路故障的主要原因之一是來自網(wǎng)段上的干擾，而干擾的主要原因是現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段和總線設(shè)備的不良安裝。FF基金會(huì)總線系統(tǒng)工程指南(版本2.0)對(duì)安裝提出了詳細(xì)要求，賽科項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)是：
　　(1)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段對(duì)絕緣要求很高，為了防爆和防止總線回路受潮，規(guī)定采用增安型(EEx e)接線箱，電纜穿入接線箱時(shí)使用防爆電纜密封接頭。
　　采用FF總線專用端子塊與各總線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。每個(gè)總線專用端子塊具有短路保護(hù)作用，短路時(shí)指示燈亮，保證一個(gè)支路短路時(shí)不影響其他支路的正常工作，短路保護(hù)器將限制每個(gè)支路的短路電流不超過60mA。
　　(2)電纜屏蔽層的連接注意事項(xiàng)：
　　(a)在現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備上，支線電纜的屏蔽線要剪斷，并要用絕緣帶包好，不能與表殼接地螺絲連接。各段總線電纜的屏蔽線應(yīng)在接線箱內(nèi)通過接地端子連接起來，屏蔽線只能在機(jī)柜側(cè)(Marshalling)的端子接地，中間任何地方對(duì)地絕緣要良好，不能有多點(diǎn)接地情況，這樣可以起到防止靜電感應(yīng)和低頻(50Hz)干擾的作用。
　　(b)如果干線電纜是多芯電纜，則不同總線網(wǎng)段的分屏蔽線不應(yīng)在接線箱(JB)內(nèi)被互相連接在一起，也不能與總屏蔽線連在一起。
　　(c)電纜橋架要每隔一段距離接地情況一樣。
　　(3)現(xiàn)場(chǎng)總線電纜和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝之后應(yīng)該經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試，電纜線間絕緣電阻、對(duì)地絕緣、線間和對(duì)地電容以及總線信號(hào)的波形測(cè)試等應(yīng)符合FF基金會(huì)總線系統(tǒng)工程指南中的技術(shù)要求，各端子的連接必須緊固。
　　目前MTL公司能提供FBT3、FBT5、FBT6和FLUK公司的123示波器等FF總線網(wǎng)段測(cè)試設(shè)備，能檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段上的各種故障情況，是目前有效的總線網(wǎng)段性能測(cè)試工具。
　　4. 現(xiàn)場(chǎng)總線故障檢測(cè)和處理
　　根據(jù)賽科項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線運(yùn)行情況基本良好，但是有時(shí)也出現(xiàn)一些故障和問題。FF現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段的主要故障現(xiàn)象表現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備從網(wǎng)段上丟失，在DCS的事件記錄中出現(xiàn)通信報(bào)警，丟失設(shè)備的指示值出現(xiàn)BAD(壞值)標(biāo)記，PV值保持最后好值，閥門保持原來位置，控制模塊出現(xiàn)報(bào)警(Module Alarm)，調(diào)節(jié)器從自動(dòng)切換到手動(dòng)模式等。