|
“现场总线与智能仪表学术研讨会” 纪 要
由中国仪器仪表学会过程检测控制仪表分会和《自动化仪表》编辑部联合举办的“现场总线与智能仪表学术研讨会”于2003年11月18日至22日在海南省海口市隆重举行。参加会议的有来自全国各地的专家、学者、教授及工程技术人员共41人。 本次会议的主题是现场总线、工业以太网与智能仪表的现状、发展与应用。 本次会议编辑、出版了《现场总线与智能仪表专题研讨会论文集》，收录经专家审查、通过的学术论文42篇。这些论文内容丰富、涉及面广，较全面地反映了近年来国内外现场总线、工业以太网和智能仪表领域里的理论、实践和成就。
（一） 本次会议举行了简短的开幕式。中国仪器仪表学会名誉理事、中国仪器仪表学会过程检测控制仪表分会名誉理事长、《自动化仪表》编辑委员会主任委员吴钦炜致开幕辞。他代表主办单位和上海工业自动化仪表研究所所长孙叔平热烈欢迎来自全国各地的代表。他说，现场总线是当前的热点技术。从1999年至2001年IEC审议通过了12种现场总线国际标准。在我国需要重点解决现场总线在生产过程控制中的应用问题。目前，工业以太网发展很快，国际上有4个主要竞争者，他们是Modbus／TCP、Ethernet／IP、Foundation Fieldbus HSE和Profinet。我国也在搞工业以太网。浙大中控在有关单位的合作下，开发了“基于EPA(Ethernet for Plant Automation)的分布式控制系统”，在生产装置上试用，运行良好。 中国仪器仪表学会常务理事、中国仪器仪表学会自控系统设计委员会主任委员夏德海代表中国仪器仪表学会和副理事长兼秘书长吴幼华致欢迎辞。他说，过程检测控制仪表分会在过去二十多年里做出很大的成绩，多次得到总会的表扬和奖励，希望再接再厉，做出更大成绩。目前现场总线有12种国际标准，多标准实际上等于没有标准。几年前，我在文章中曾希望中国自己开发现场总线。现在，浙大中控已经开发了EPA工业以太网，在国际会议上获得支持和好评。EPA已取得阶段性发展，希望在防爆问题上有所突破，在价格上有所降低。 他们还对CC—Link中国推广中心对本次会议的大力支持与赞助表示衷心感谢!
（二） 大会宣读、交流了19篇论文。在现场总线方面，CC—Link中国推广中心陈海燕介绍了开放式现场总线CC—Link的背景、特点和功能。它建立于1996年11月，是惟一起源于亚洲地区的现场总线，在日本、韩国和中国都得到了广泛应用。陈海燕还介绍了CC—Link兼容产品的开发，详细介绍了远程I／O、远程设备站的开发，讲述如何加入CLPA(CC—Link协会)，开发CC—Link兼容产品。上海荣润科技发展公司徐年丰介绍了CC—Link在上海大众汽车公司GOL油漆车间监控系统中的应用实例，使生产效率和管理水平上了一个新的台阶。 北京冶金自动化研究设计院王尊华从PLC、DCS到FF现场总线的功能块特点、参数和功能进行对比分析，认为FF现场总线具有丰富的信息，能以多种措施保证系统的安全可靠性，功能块的完备给用户提供了很大方便。 中国纺织工业设计院邱华云介绍了PROFIBUS DP现场总线在粘胶短纤维生产的纺丝、牵伸和切断的速度同步控制中的应用，取得了良好的效果。 上海大学陈维刚介绍了Device Net现场总线的特点，分析了几种常用的Device Net网络结构，提出了基于嵌入式扫描器Device Net网络实现方案，并构建了一个实际系统。他认为Device Net适合于构建中、小规模系统。 上海大学晋效禹介绍了Lonworks现场总线技术，并利用该技术设计完成了一种智能燃烧控制器。该控制器已经在宝钢钢铁厂退火炉调试成功且运行良好。 上海理工大学应启戛介绍了CAN总线的性能、特点，CAN总线在现代大型医学影像设备中的应用实例，并对其在我国医疗设备的应用前景作了预测。重庆工商大学曹晓莉介绍了基于CAN总线的分布式电子产品老化测试系统及构成，系统可实现对电子产品功能及可靠性的整体测试，目前已投入到智能水表、管网测控终端等产品的生产测试中。 东南大学朱欣华介绍了基于PHILIPS的P8xC591的智能化CAN控制器的硬件设计和软件设计，该智能控制器在某型军用车辆底盘综合电子系统中得到了具体应用。 兰州理工大学李策介绍了一种新型电子清纱处理器的设计方案，它应用TMS320LF2407A DSP芯片和现场总线技术，采用高速A／D流水线信号采集与处理方式，实现高速多路纱线信号采集与处理功能。 中国石化仪征股份公司邱建通过对空压站多总线控制系统的描述，介绍了一个解决多种控制总线接口集成的案例。 在工业以太网方面，我国取得了可喜的成绩。浙大中控冯冬芹介绍了浙大中控在有关单位合作下，联合攻关，在解决多项关键技术的基础上，起草了“用于工业测量与控制系统的EPA(Ethernet for Plant Automation)系统结构和通信标准”，开发了基于EPA的分布式控制系统，并于2003年4月在某化工厂的三套纯碱碳化生产装置上进行了试用，至今运行良好，从而对《EPA标准》进行验证。 湖南科技大学成继勋介绍了工业以太网的几项新技术：工业以太网环型网络冗余技术，实时以太网Ethernet Powerlink，嵌入式Intemet硬件协议芯片及其在现场仪表中的应用。 在现场总线智能仪表方面，上海工业自动化仪表研究所范铠认为智能化现场仪表的发展可以分为3个阶段：早期智能化现场仪表普遍采用微处理器，利用微处理器方便地实现了一系列智能功能，主要还是采用4~20mA模拟信号；过渡期智能化现场仪表采用模拟与数字信号兼容的信号制式，兼容的方式有采用移频键控(FSK)调制方式，也有用4mA、20mA分别表示“0”、“1”的方式：新型智能化现场仪表指全数字式现场总线智能仪表，这些仪表同时具有信息的采集、储存、处理和传输功能。 上海大学郎文鹏认为现场总线智能仪表是现场总线控制系统不可分割的组成部分，在系统中具有十分重要的作用。它以进行双向数字通信，具备自诊断功能，能远程对仪表的组态数掘进行修改等为主要特点，以数字化、网络化为其技术内涵，把现场总线智能仪表带到一个全新的阶段。 上海大学郎文鹏还代表赵维琴、王玉涛宣读了“一种基于现场总线的多参数变送器的研制”论文，这种多参数变送器作为LON网络中的一个节点，实现了对现场温度、压力、流量信号的自动检测，测试结果表明它是一种可行的方案。 华南理工大学朱学峰介绍了一种自抗扰控制器(ADRC)，它用于连续搅拌槽反应器和pH中和过程控制，仿真结果表明，ADRC具有很好鲁棒性和抗干扰性，适用于过程存在有大干扰、时变性、不确定性和强非线性的复杂化工对象。
（三） 会议针对现场总线、工业以太网和现场总线智能仪表三个专题进行讨论，代表发言十分踊跃，畅所欲言，各抒己见，百家争鸣，形成了良好的学术氛围。 在现场总线专题讨论中，许多代表认为，现场总线技术是在市场需求的背景下发展起来的新型技术。20世纪80年代，各种现场总线应运而生，到1999年底，国际电工委员会(1EC)通过了包含8种现场总线在内的IEC 61158国际标准。2000年7月和2001年11月IEC又审议通过了4种现场总线国际标准。此外，IEC和ISO(国际标准委员会)还制定一些特殊行业的现场总线国际标准。面对国际市场上保持多种现场总线并存的局面，我国现场总线应该怎样发展?采取什么对策?这是与会代表讨论的热点问题。 有的代表提出，多总线标准实际上等于没有标准。出路有两条：一是继续等待与观望，观察国际上现场总线的发展动向，再确定我国的对策：二是发展我国自己的现场总线，闯出一条新路。日本CC—Link现场总线就是一个例子。 有的代表指出，据不完全统计，迄今为止世界上已经出现过的现场总线近200种。不同标准的现场总线产品不能互换，这就给用户带来极大的不便。现在工业以太网方兴未艾，它的应用范围迅速扩大，我国应该加强工业以太网的研究开发工作。 有的代表建议加强现场总线应用技术的研究，利用现场总线技术，提高我国工业自动化水平。 在工业以太网专题讨论中，代表们认为，在各种现场总线的激烈竞争中，工业以太网异军突起，成为新的亮点。一方面，以太网要用于工业控制现场，需要解决通信的不确定性、稳定性、可靠性和防爆等关键问题：另一方面，由于以太网具有应用广泛、价格低廉、通信速率高、软硬件产品丰富、应用支持技术成熟等优点，其应用前景是非常广阔的。目前国际工业以太网协议有四个竞争者。我国浙大中控等单位也开展了工业以太网的研究工作，开发了EPA分布式控制系统，起草了EPA系统结构和通信标准，并在某化工厂进行了试用，运行良好。 有的代表指出，推广我国EPA工业以太网需要解决如下几个问题：第一，EPA要解决在工业现场的防爆问题；第二，在国际上要做好相互沟通，组成联合阵线，争取成为国际标准；第三，在体系结构方面，要狠下功夫，千锤百炼，技术创新，万无一失；第四，在工程应用方面要加强与用户联系，吸收用户的意见和建议；第五，EPA是一项大工程，希望有关生产企业与用户参与进来，大家共同打造EPA品牌，成果共享；第六，要加强工业以太网智能仪表的研究工作，没有相匹配的智能仪表，就不可能构成工业以太网系统。 在现场总线智能仪表专题讨论中，代表们认为，智能仪表与现场总线是孪生姐妹，采用现场总线系统必须匹配相适应的智能仪表，为此现场总线智能仪表得以诞生，并得到快速发展。由于现场总线的多样性，致使现场总线智能仪表亦呈现出多样性。 有的代表提出要加强现场总线智能仪表的研究工作，只有智能仪表跟上现场总线的步伐，才能发挥现场总线在工业生产过程中的作用。 有的代表指出，当前要开发现场总线网卡，通过网卡，可将原有智能仪表接入，也可具有现场总线智能仪表的功能。 有的代表认为，现在对智能仪表的评估变得非常困难，因为仪表与现场总线的联系太紧密了，以至于我们无法脱离对现场总线的评价来单独评估仪表的性能。
（四） 最后，大会主席吴钦炜作简短总结。他说，毛泽东主席曾引用《孙子兵法》的一句名言：“知己知彼，百战百胜”。对我们搞仪表和自控的科技人员来说，要了解国内、国外情况，掌握国际动态，研究和发展适合国情的仪表和控制系统。20世纪90年代，国外DCS大量拥入我国，和利时公司王常力赴美调查仪表企业后，提出我国也要上DCS，经过几年的努力，和利时、浙大中控、新华等企业都开发成功DCS。并在我国电力、石化、冶金等企业得到了应用。当今，在国际上200种现场总线并存的形势下，浙大中控等单位，跨越了现场总线阶段，开发了EPA工业以太网，在国际会议上为我国赢得了声誉。 在酒泉神五载人航天飞船的庆功报告中，报告人感谢了三个单位，其中之一是上海工业自动化仪表研究所。这是该所科技人员在航天燃料注入系统中作出了重要贡献。证明了仪表和控制系统在航天工程中的重要作用。 本次会议在与会代表的共同努力下，学术交流和专题讨论都取得了成功。吴钦炜代表主办单位再一次感谢来自全国各地的代表参加会议，感谢CC—Link中国推广中心对这次会议的支持与帮助。
中国仪器仪表学会过程检测控制仪表分会 《自动化仪表》编辑部 2003年11月25日 |