真正冗余的現場(chǎng)總線(xiàn)系統

　　圖1和圖2顯示了一個(gè)冗余現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段的應用實(shí)例。Hawke公司的傳統現場(chǎng)總線(xiàn)電源FPS200連接到標準H1接口，現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段的兩端都連接了終端器。在現場(chǎng)，標準現場(chǎng)總線(xiàn)設備連接到Hawke公司的真正冗余的現場(chǎng)總線(xiàn)系統Mike O’NeillSECURE TrunkGuard單元上，它可以根據要求提供現場(chǎng)總線(xiàn)分支短路保護功能。S E C U R ETrunkGuard單元有4通道、8通道、10通道3種規格可以根據需要選用，它通常與配套的防護等級為IP67的現場(chǎng)保護箱和相應的電纜密封接頭一起成套提供。這樣現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段就具有正常的電源供應和符合要求的終端器，可以通過(guò)主H1接口同所有現場(chǎng)設備進(jìn)行通訊了。
　　當總線(xiàn)電纜斷裂時(shí)
　　當總線(xiàn)電纜斷裂時(shí)，距離斷點(diǎn)最近的SECURE TrunkGuard單元會(huì )發(fā)現：與下游設備的通訊聯(lián)絡(luò )中斷了，與此同時(shí)自動(dòng)終端器電路會(huì )立刻起作用，為斷開(kāi)的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段提供符合規范要求的100Ω/1μF終端器。這樣斷裂網(wǎng)段的兩個(gè)部分都變成了完整的功能正常的現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)段，每個(gè)部分都有正常的現場(chǎng)總線(xiàn)電源和終端器，都連接到正常的現場(chǎng)總線(xiàn)H1接口單元。DCS對過(guò)程數據的獲取和監視不會(huì )有任何的中斷。
　　當然DCS必須有相應的軟件來(lái)及時(shí)發(fā)現和識別現場(chǎng)網(wǎng)段斷點(diǎn)，以便馬上修復。因為斷裂后形成的兩個(gè)網(wǎng)段對于單點(diǎn)故障都是脆弱的，就像傳統的網(wǎng)段一樣。有一個(gè)辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題，就是在正常運行時(shí)對每個(gè)H1接口和現場(chǎng)設備之間的通訊都作鏡像，當H1接口和任何現場(chǎng)設備之間的通訊發(fā)生故障時(shí)，H1接口就產(chǎn)生出錯標志，負責設備數據管理的處理器將會(huì )檢測到出錯標志。如果處理器只是從一個(gè)H1接口收到出錯標志，而不是從兩個(gè)H1接口都收到出錯標志，這就說(shuō)明現場(chǎng)已經(jīng)發(fā)生了潛在的斷線(xiàn)故障。如果處理器從兩個(gè)H1接口都收到了出錯標志，這說(shuō)明是現場(chǎng)設備本身出了故障。目前Yokogawa公司正在改造系統以便支持這種冗余解決方案。
　　對現場(chǎng)防爆認證的影響
　　采用“U”形網(wǎng)段的后果之一是：應用于爆炸危險區域的本質(zhì)安全技術(shù)無(wú)法使用了。本質(zhì)安全防爆認證對輸送到現場(chǎng)去的能量大小有明確的限制，在電纜斷裂之前，由于有兩個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)電源為每個(gè)網(wǎng)段供電，因此兩個(gè)電源的電流總和必須低于本質(zhì)安全認證規定的能量限制。當網(wǎng)段電纜斷裂以后，因為只有一個(gè)電源為每個(gè)網(wǎng)段供電了，這時(shí)網(wǎng)段的電流將會(huì )嚴重不足，使每個(gè)網(wǎng)段實(shí)際上只能支持大概兩三臺現場(chǎng)總線(xiàn)儀表。

　　人們在1970年代開(kāi)發(fā)和應用本質(zhì)安全防爆技術(shù)的原因是：本質(zhì)安全防爆技術(shù)可以使安裝在爆炸危險區域的現場(chǎng)設備在不斷電的情況下進(jìn)行檢修、維護。由于技術(shù)的發(fā)展，現代現場(chǎng)總線(xiàn)系統已經(jīng)結合了自診斷技術(shù)、數字通訊技術(shù)和高可靠性電子電路等先進(jìn)技術(shù)?，F在可以通過(guò)手提電腦對現場(chǎng)設備進(jìn)行遠程維護。如果需要，甚至可以從另外一個(gè)大洲對現場(chǎng)設備進(jìn)行維護，因此現在已經(jīng)不再需要進(jìn)行帶電現場(chǎng)維護了。很多公司都會(huì )歡迎用相對簡(jiǎn)單的無(wú)火花防爆技術(shù)或是隔爆型防爆技術(shù)來(lái)替代昂貴復雜的本質(zhì)安全防爆技術(shù)。