* 韦统传，男，1966年生，工程师。
1991年毕业于广西大学生产过程自动化专业，现在中国石油工程建设（集团）公司哈萨克斯坦分公司从事自动化控制和管理工作。
通信地址：北京市鼓楼外大街28号中国石油工程建设（集团）公司哈萨克斯坦分公司，100011韦统传*中国石油工程建设（集团）公司韦统传. 浅谈现场总线技术. 石油规划设计，2008，19（5）：50～51摘要 现场总线技术是近10年来发展起来的一项自动化技术，是当今自动化领域技术发展的热点之一。
主要论述了现场总线和现场总线控制系统的发展趋势、在国内外市场的应用以及在实际应用中存在的问题，同时总结了现场总线技术在实际应用中的几点体会。
关键词 现场总线 现场总线控制系统 应用按照国际电工委员会IEC/SC65C 的定义，安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行和多点通信的数据总线称为现场总线（Field Bus）。
现场总线是计算机网络与生产过程专用网络、工业控制网络与生产现场基层的自动化测控设备之间传送信息的共同通路，是一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式、全数字化、双向串行、多站或多节点的通信系统。
以现场总线为基础的全数字控制系统称为现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System）。
1 现场总线的发展趋势目前现场总线产品主要是低速总线产品，应用于运行速率较低的领域，对网络的性能要求不是很高，从应用状况看，无论是FF 总线、Profibus 总线，还是CAN 总线和LONworks 总线，或者其他一些现场总线，都能较好地实现速率要求较慢的过程控制。
因此，在速率要求较低的控制领域，很难统一整个世界市场，而现场总线的关键技术之一是互操作性，实现现场总线技术的统一是所有用户的愿望。
而高速现场总线主要应用于控制网内的互连，连接控制计算机、PLC 等智能程度较高、处理速度快的设备，以及实现低速现场总线网桥间的连接，它是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。
目前这一领域还比较薄弱，高速现场总线的设计、开发将是竞争十分激烈的领域，这也是现场总线技术实现统一的重要机会，而选择什么样的网络技术作为高速现场总线的整体框架将是其首要内容。
因此，现场总线技术的发展应体现为两个方面：一方面是低速现场总线领域的继续发展和完善；另一方面是高速现场总线技术的发展。
作为新一代控制系统的体系结构，现场总线技术将具有的技术指标：实现系统的全分散控制、系统的开放性、现场设备的智能化与功能自治性、互操作与互用性、对现场环境的适应性等等。
所以，现场总线的发展趋势：一是多种现场总线在世界各国展开激烈竞争，竞争的重点是应用工程；二是各种各样的自行开发的现场总线产品开始投入市场；三是各行业的现场总线应用工程迅速发展。
2 现场总线的应用目前，CAN 总线、Profibus 总线、LONworks 总线和FF 总线在世界范围都有着非常广泛的应用。
CAN 总线以其可靠性、实时性等特点在工业控制领域得到广泛应用。
但是，随着新型现场总线性能的不断改进，CAN 在传输速度和传输距离方面，特别是在远程通信方面，慢慢暴露出了不足之处。
由于CAN 总线是进入中国市场最早的总线之一，所以在工业控制领域仍然占据了很大的市场。
Profibus 总线是目前一种极为成熟的现场总线。
由于它以西门子的PLC（程序逻辑控制器）系统为控制核心，具有强大的控制功能和可靠性，所以很多大型项目都青睐Profibus。
Profibus 在欧洲市场占有主导地位，其3个子标准DP、FMS 和PA分别在分布式控制系统的高速数据传输方面、楼宇自动化和电气传动方面、过程自动化方面具有绝对的市场。
在中国，Profibus总线在离散控制和过程控制方面，特别是在一些重大项目中（如三峡大坝闸门控制系统），均有广泛的应用。
LONworks总线具有比其他总线更显著的智能性，在我国，LONworks主要在智能楼宇、家庭自动化方面得到了广泛的应用，并且在这方面有得天独厚的优势。
FF总线虽然进入中国市场较晚，但其具有很强的性能优势，能节约支出并改善运行条件。
目前中国已有超过70个FF总线应用项目，有6000多台注册的FF现场总线设备处于运行中，应用于石油化工、油气、食品、饮料以及生物制药等行业。
例如，上海赛科（SECCO）石化有限公司，建设的10套大型石化装置中就安装了FF现场总线控制系统，成为世界上自动化程度最高的石化企业之一；中国国家海洋石油公司（CNOOC）下属石化投资公司（CPIL）和壳牌石化有限公司合资建设的CSPC南海石化项目——广东惠州80万t/a的乙烯、24万t/a 的乙二醇、56万t/a的单体苯乙烯以及氧化丙烯（SMPO）等也使用FF现场总线控制系统，这些项目在2005年底正式投产，是国际上规模最大、技术最先进的工程之一，为现场总线技术用于流程工业起到示范作用。
3 存在的问题及体会3.1 实际应用中存在的问题3.1.1 FCS控制系统的价格偏高在工程应用上，目前FCS控制系统与传统的DCS或PLC系统相比，价格有些偏高，即工程的投资较大，其主要原因是目前的FCS控制系统的硬件价格基本都比传统的DCS和PLC系统的硬件价格高，特别是对于进口的FCS硬件价格。
3.1.2 调试和维护比较复杂和困难FCS系统的调试以及维护量比传统的DCS和PLC都要大，并且FCS包含很多新的技术内容，在调试过程和运行维护中会经常遇到一些预想不到的问题，而且，现阶段熟练掌握现场总线应用技术和开发技术的人才比较少。
3.1.3 开放性和互操作性受到一定限制目前现场总线国际标准众多，各个标准都有其特点，也都有其不足，没有一种标准能够覆盖所有的应用面。
由于不同的现场总线的通信协议也有很大差异，要实现不同总线产品的互连非常困难，这 使得FCS的开放性和互操作性等受到一定的制约，不能实现完全的开放和互操作。
3.1.4 现场总线设备的选择性小由于FCS系统的标准众多，通信协议存在差异，因此，现场总线设备的选择也受到一定限制。
另外，在我国虽然有不少厂家生产现场总线仪表，但品种和数量都比较少。
3.1.5 现场总线的冗余存在问题FCS的设计思想是低速部分不需要冗余，因为当现场仪表出现故障导致调节回路失灵时，可以由主机进行操作干预；而当主机出现故障时，现场仪表在现场自成调节回路而实现自主调节。
但是，在实际生产中特别是一些特殊场合，控制系统用户特别强调冗余，有的甚至要冗余到底（包括电源，网络等），而目前大多数FCS国际标准，例如FF的F1和Profibus的PA都没有冗余，即使技术上能做到，也需要增加很大的成本。
3.2 实际应用中的几点体会一是对于一个即将选用FCS系统的工程或工厂，在FCS系统的选型上必须选用一些比较成熟、相对稳定、安全可靠并且价格合理的产品，包括现场的FCS设备；二是在FCS系统设备（含现场设备）的安装和连接之前，应充分了解和掌握其相应的技术要求，以避免出现安装和连接不必要的错误，造成经济损失；三是由于FCS系统的标准各异，通信协议也存在差别，系统的调试也因此不同，所以在对FCS系统的各个设备调试之前，应先熟悉和掌握相关的知识，以便准确无误地完成系统的调试；四是由于FCS系统与DCS或PLC相比，其调试和维护工作量均较大，因此在调试和维护过程中要保持足够的耐心，认真完成每一个系统或回路的调试和维护工作。
积极开展各种现场总线技术的研究和应用，特别是加强对于一些已有成功经验的现场总线在智能化控制系统中的开发与应用，是适合我国国情的一个实用的发展途径。
参考文献［1］陈小枫等. 过程控制现场总线——工程、运行与维护.北京：清华大学出版社，2003［2］马应魁，张 虎. 计算机控制系统. 北京：化学工业出版社，2006［3］阳宪惠. 现场总线技术及其应用. 北京：清华大学出版社，1999收稿日期：2008-03-25编辑：郜 婕52Vol.19 No.5 Petroleum Planning & Engineering Sept. 2008Development and Prospect of Produced Water Treatmentin the OilfieldsZhang Weizhi，et al.According to the change of oilfield development situation，themajor problems existing in the produced water treatment system ofPetroChina during the Tenth Five-Y ear Plan period and the first threeyears of the Eleventh Five-Y ear Plan period were summarized. Thesources of these problems were analyzed. The main situation，thegeneral idea of development，and the priority job of the producedwater treatment system during the late stage of the Eleventh Five-Y earPlan period and the Twelfth Five-Year Plan period were described.Problems and Corresponding Technical Measures ofWaste Water Treatment System in Daqing OilfieldTian Xiaochuan，et al.After over 40 years of development，both of the characteristicsof produced water quality and the treatment technologies changedgreatly in Daqing oilfield. Improving the treating process to adapt tothe changes of waste water quality，thus to improve the reinjectionwater quality up to the standard，was one of the burning questions inDaqing oilfield. The concrete technical measures for improving thewater quality were put forward by analyzing the existing problems ofproduced water treatment technologies in Daqing oilfield. Thereinjection water quality was improved effectively after its applicationto actual production.Analysis of Energy Conservation Effects of WaterfloodSystem in the Low-Permeability OilfieldsSun DianguoMost blocks of No.9 oil-production plant in Daqing oilfield werelow-yield and low-permeability oilfields. Different characteristics anddifferent problems of waterflood system existed in different blocks inthe development of oilfields，so that a series of technologies suitable towaterflood system of different sizes and different reservoircharacteristics were formed in the No.9 oil-production plant. A lot ofauxiliary technologies centered on the energy-saving and utilitiesconsumptions lowering were popularized，such as water injectionsystem and pipe network optimization，improvement of water injectionpump，and application of 5S plunger pump. Various consumptions percubic meter of injected water declined year by year.Operation of the Produced-Water Biochemical TreatmentStation in the OilfieldsW ang Baomin，et al.After entering the latter stage of development，Jidong oilfieldfaced some problems restricting the development of oilfields，such aswater cut increasing and consequently produced water increasing. Theanaerobic and aerobic biological sewage treatment technologies wereadopted in Jidong oilfield. The organic matter in the sewage waseffectively degraded after treating，the treated water conforming to thestandard was drained. The principles，processes，facilities andfunctions of the station were introduced. Meantime，some experiencesof bacteria cultivation，survival law，and controlling of the parameters，as well as making the water quality keeping with the standard in a longterm in the produced water biochemical treatment were also presented.Comparison of Steel Used in the Large Crude Oil StorageT anks and the PipelinesDu Xiuju，et al.With the increasing demand of oil and gas in China，thedevelopment trend of crude oil storage tanks is larger and larger，whilethe development trend of oil and gas pipelines is larger diameter，higher pressure，and higher density for transporting fluids. Thedifferences between steel plates used in the large storage tanks（12MnNiVR）and the pipelines （X70）were introduced in thefollowing aspects，such as destructive pattern，stress，mechanicalproperty，chemical composition，and weldability. The results ofcomparison indicated that mechanical property of steel plates used inthe pipelines was better than that of steel plates used in the largestorage tank，but considering welding and rolling methods，steel platesused in the pipelines could not replace steel plates used in the largestorage tanks.Investment Decision of the Marginal Oil ReservesDevelopment in China Based on Real OptionsFeng Zhongliang，et al.According to the characteristics of the marginal oil reservesdevelopment projects and the limitations of the traditional economicevaluation methodology，combining with the real options features ofthe marginal oil reserves development projects，the real optionsevaluation model suitable to the characteristics of the marginal oilreserves development projects was established by fully analyzing thecorrelative assumed conditions of the model. The model was approvedto be feasible by the example.Enhancing Enterprise Financial Management & Control byMeans of ERP SystemFeng Shi，et al.With the development of ERP （Enterprise Resource Planning）system in PetroChina，ERP，as a thinking and method for modernenterprise management，played an active role in enhancing enterprisefinancial management & control and upgrading enterprise managementlevel. The main contents and functions of financial management inERP system of PetroChina were introduced. The characteristics offinancial management in ERP system were also analyzed. According tothe financial management process and functions of ERP system inPetroChina，enhancing enterprise financial management & control bymeans of ERP system in five aspects of integrative accounting offinance and business，inventory management，fund management，costmanagement，and profit management were described in detail.Multiphase Flow Measuring T echnology for Oil WellsJi Hong，et al.During crude oil production，the oil-gas content and the changeof stratigraphic configuration were ascertained by acquiring theoutputs of crude oil and natural gas well by well in the oilfields. Thevolume flow of each component in the produced liquid was measuredcontinuously to obtain the real-time measurement data by adopting themultiphase flow measuring units. The practical application indicatedthat the multiphase flow measuring units had many technicalsuperiority and characteristics. The multiphase flow measuring unitscould provide all kinds of data to optimize the production parameters，improve the rate of recovery，and optimize the process. It is thedirection of single well measure development in the oilfields.Introduction to the Field Bus TechnologyW ei TongchuanField bus technology is a new type of automatic technologydeveloped during the past ten years，and it is one of the focuses oftechnological development in modern automation field. Thedevelopment trends of field bus and field bus control system wereintroduced. The applications in the domestic and foreign markets andthe existing problems were presented. Meantime，some experiences inthe practical application were summarized.ABSTRACTSOF ARTICLES。
