FF现场总线：未来工业控制系统的主流趋势？

DCS仪表信号通常采用4-20mA.DC的模拟信号，这是国际电工委员会（IEC）为过程控制系统定义的标准。中国自DDZ-III型电动仪表开始，采用了这一国际标准信号制。这种信号在控制系统中的接线方式是一对一，每个设备都需要配置一个安全栅，并配备一对接线。

4-20mA的一对一接线

基金会现场总线（Foundation Fieldbus, FF），由现场总线基金会开发，于1996年颁布低速总线标准H1。FF作为适应自动化系统、特别是过程自动化系统专门设计的网络，是工厂底层网络之一，与一般广域网、局域网相比，它属于低速网段，其传输速率通常为31.25kbps、1Mbps和2.5Mbps。在实际应用中，我们常用的速度是31.25kbps。

FF现场总线的优点包括：

（1）能够满足本质安全防爆要求，

（2）可以通过数据传输来为现场设备提供工作电源，

（3）减少接线复杂性和安装时间，加快集成进度，

（4）简化操作与维护，便于拓展结构设计，

（5）支持等级实体间高速通信，实现真正可互操作性。

此外，FF场景还能以9-32V工作电压进行运行。

然而，FF场景也存在一些缺点：

（1）抗干扰能力较弱，如果总线受到强烈的电磁干扰，有可能导致部分或全部仪表信号丢失。

（2）每条总线只能装载两台调节阀。如果超过这个数量，在阀门频繁调节时可能会影响其他仪表电压波动，从而使某些仪表短暂掉線。

（3）如果出现了总线接收箱故障，那么该箱下所有仪表都会停止工作。而如果该箱下还连接有其他盒子，那么串联起来的所有盒子也将无法使用。

那么，未来是否会看到FF场景成为主流？个人认为答案是肯定的，只要不涉及到极其关键或特殊要求的情况，比如重要监测项目或者连锁式控制等，可以考虑使用这种技术。这一点可以从成本效益上看出明显优势。在我所在公司的一个装置中，有1000多台流量计、液位计、温度计、高压力计分析器以及调节阀。如果我们继续使用传统两根独立导向法则制定四到二十毫安直流dc交流量规范，则需要购买1000根单独用于导向各个单位之间共享信息通道所需必要长度之长约二万米长圆形橡皮管内插入用于保护其免受物理损害并保持其清洁状态。此外，由于它们必须被固定在固定的位置，以确保正确地完成任务，因此额外增加了材料成本。此外，还必须经常检查这些管道以确保没有泄漏或损坏，从而进一步增加了维护费用。相比之下，如果我们选择实施新的基于Fieldbus技术的话，则仅需购买200根带有特定端口和适当标签用于识别不同类型工具并指示如何正确连接它们以及如何正确地将它们放在一起以便更容易地识别哪些工具正在使用哪种类型输入输出端口以及其他信息以帮助用户轻松找到所需工具并按照他们想要执行任务顺序逐步建立起整个生态环境。此外，该方法提供了一种灵活且易于扩展的地图，可以轻松添加更多新功能，使得它更加耐用且具有很高的人类可读性。最后，因为这是一个基于现代科学原理构建的大型智能建筑，所以它非常坚固耐用，并且能够持续服务数十年，而不会产生任何重大问题。这对于那些希望创建一个既经济又高效又具有前瞻性的解决方案来说是一个巨大的好处。我相信随着科技不断发展人类社会必将迎来无限可能。