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【摘 要】随着社会的发展，自动化领域技术得到很大的发展，在自动化领域技术发展中最受到关注的是现场总线技术，其取代了传统的控制系统的结构形式，实现了彻底地分散控制，采用数字传输信号代替模拟传输信号，从而大大节约成本，因此加强对其的研究是非常有必要的。
【关键词】现场总线技术；油气储运工程；应用
1、现场总线技术
1.1、控制系统
现场总线控制系统（FCS）采用现场总线技术将挂接在总线上并作为网络节点的智能设备连接在一起，构成工作站-现场总线智能仪表（设备）2层结构的控制系统（图1）。
图1 FCS结构
1.2、智能型现场总线设备
目前，应用于电厂的智能型现场总线设备（智能设备）有电动执行机构、电动机控制器、变频器、阀岛、压力变送器、温度变送器、电磁流量计、雷达液位计、阀门定位器、PH计、电导率仪等。智能设备与控制装置之间的通信为双向数字通信。智能设备在满足正常的远程控制和提供测量信号的同时，还提供了大量设备本身的状态信息及通信诊断信息。例如，1台智能型电动执行机构的信息除了具有电动阀的状态及位置反馈外，还包含供电故障、阀门开/关过力矩、阀门处于故障安全模式、电子单元故障、需要维护、手轮操作、方向监控、电动机过热、电动机过流、电动机事故停止、综合报警等信息。在正常运行中，若设备出现异常，可通过报警信息对设备故障类型进行判断，明确故障原因，从而提高了检修效率。其中：开/关过力矩、电动机过热和电动机事故停止为常见故障，通过设备的状态信息可及时发现问题；综合报警信息表明设备已处于危险状态需要采取措施，以避免故障的发生；需要维护信息提示该设备已长期运行，需要进行检测和保养，其属于对设备故障的预判断信息。对于智能型电动执行机构，使用现场总线设备管理软件除了可查询设备本身的诊断和报警功能外，还可查询运行时间、动作次数、力矩曲线分析、力矩和死区值等。其中：运行时间和动作次数可与循环数据中需要维护信息结合使用，对设备进行提前检修，以避免故障发生；力矩曲线分析可对设备的应用情况进行判断，以查询力矩设置是否合理，以便及时对设备进行调整，达到最合理使用设备。加之，对力矩/死区等值的远程修改功能，使得在工程师站即可调试设备，提高了工作效率。
2、几种典型的现场总线技术
2.1、基金会现场总线
基金会现场总线，即FoudationFieldbus，简称FF，其在自动化领域中具有非常好的发展前景。基金会现场总线主要分成了两种通信速率，包括低速H1和高速H2。H1的传输速率一般情况下是31250bps，通信距离长达一千九百米，其能够支持总线的供电，同时还具有安全防护功能。而对于H2的传输速率主要分为了2种，包括1×106bps和2.5×106bps，其通信的距離达到了七百五十米和五百米。物理传输介质能够进行双绞线、光缆和无线发射，协议是满足IEC1158-2标准。对于该技术主要的物理媒介的传输信号使用的是曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。
2.2、HART
HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的缩写。其被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，同时还具有很多的特点，包括能够实现数字通信，其属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因此就目前的情况来看去，其的市场竞争力非常强，有很好的发展。HART通信模型主要由三个方面组成，包括物理层、数据链路层和应用层。物理层主要采用的技术是FSK（FrequencyShiftKeying）技术，其是在4～20mA模拟信号上叠加一个频率信号，而对于这个频率信号是遵循相应的国家标准的。它的数据传输速率达到了一千二百，逻辑0的信号达到了二千二百赫兹，逻辑1的信号传输频率达到了一千二百赫兹。
2.3、LonWorks
LonWorks是另一具有强劲实力的现场总线技术，其主要采用的是ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，主要的设计方法是面向对象，然后利用网络将网络通信设计简化为参数设置，通讯速率主要控制在300bps到1.5×106bps，直接通信距离已经长达2700m（78000bps，双绞线），同时还能够支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质，因此也是被广泛应用。
2.4、Profibus
Profibus是作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准prEN50170的现场总线。它的参考模型主要是ISO/OSI。由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列Profibus的传输速率控制在96到12000bps，最大传输距离是在12000bps，其达到了1000米，当为1.5×106bps时，其达到了400m，最多能够挂接127个站点。
2.6、RS-485
虽然RS-485不能称为现场总线，但是对于该技术还有很多的设备在沿用着这种方法。其主要采用的是RS-485，其具有很多的优点，包括设备简单、成本低，因此也被广泛的应用。
3、油气储运的历史背景及现状
油气储运业的形势管道运输是石油和天然气最重要的运输方式，油气储运分为油气储存和油气运输两部分，由于我国管道运输起步较晚，最早的一条原油管道是新疆的克乌原油管道，经过多年发展，国内已建成油气管道的总长度约6万km，其中原油管道1.7万km，成品油管道1.2万km，天然气管道3.1万km。
就目前的情况来看，我国的管道建设主要分为了3个阶段：
1）在一九五八年到一九六九年期间，其是我国的管道建设的初期，对于这个时候产油量工程少，因此缺乏很多的建设长距离、大口径管道缺乏技术能力和经验，因此这个时候是处于一个非常落后的阶段。2）在一九七零年到一九八零年期间，我国的管道建设已经处于了高峰期，因此也成为了采用国内先进设备的阶段，这个阶段不仅管道发展迅猛，对管道的钢材质量、输油工艺、输油设备及输油通信手段方面都有很大的发展。3）到了一九八一年之后，我国的管道建设处于不断的引进国外先进技术和提高效益的发展阶段。对已这个阶段的管道建设基本上都是引进的国外先进的设备和技术，因此也大大提高了管道输油效率，从而进一步提升油气储运设备在油气储运上的地位。因此对于油气储运行业标准也是有了进一步的提升，国家也加大了对其的标准建设，对于已有的标准技术内容细节和可操作性进行了相应的改进和完善，从而使得国内管道建设和运营管理水平得到很大提升，进一步大小了国内外水平差距。 4、现场总线技术在油气储运工程中的应用
本文主要介绍兰成渝管道中的现场总线技术的应用，在二零二年的九月二十九日开始投用的兰成渝输油管道是一条长距离多种油品顺序输送管道，其全厂已经达到了一千二百四十七千米，设计的输量为500×104t/a，设计最高设计输送压力达到了14.7MPa，管道的最大落差是二千二百五十九点八米。全线的密闭顺序输送0号柴油、90号汽油、93号汽油，一共设有十六座工艺站场，包括了兰州首站、临眺分输泵站、成都分输泵站、内江分输泵站为增压站，陇西分输站、成县分输站、广元分输站为减压站，江油清管站和成都分输泵站为变径点。同时设置了14座和8座大罐在兰州首站和重庆末站，主要是因为这两座站场的罐区的面积非常大，同时液位测量仪表非常多，因此使用虑现场总线技术是非常可行的，从而能够大大的节省电缆数量，并且对于相应的维护工作也方便了很多，信号传输稳定、可靠。
共设置了2个回路在兰州首站的罐区液位测量系统中，其主要包括了八台和六台液位计及罐旁指示仪和平均温度计。而设置了1个回路，在设置了1个回路，中，其主要包括了八台液位计及罐旁指示仪和平均温度计。每个回路的网络拓扑结构配置都需要根据树型进行，在获得了数据之后，对于每个回路的液位计需要再次通过RackbuSRS485数据总线将上述数据汇集到设置在现场的接线箱，在接线箱内通过E十H公司自己开发的转换卡将上述信号转换为一路RackbusRS485數据总线传送至站控制室，在站控制室内再通过转换卡将RackbusRS485数据总线转换为Modbus数据总线并接人站控系统中。
通过进行现场的安装和调试工作以及几年的实际操作运行，对于现在的州首站和重庆末站罐区液位测量仪表中的现场总线技术运用效果非常好，其不仅能大大降低成本，同时还降低故障率，使得维护的工作大大减少，而且对于数据传输的准确、稳定和可靠性都有一定的保障。
总之，油气储运业的形势管道运输是石油和天然气最重要的运输方式，在油气储运工程中的应用现场总线技术确保数据传输的准确性、稳定性和可靠性，同时降低成本，因此需要我们重视。
参考文献：
[1]袁泉，邓东花.现场总线技术在油气储运工程中的应用[J].油气储运，2007，01：60-63+10.
[2]余冷媚，吴灿奇，郑云萍，浦宏斌，汪玉春.综合评价方法在油气储运工程中的应用现状[J].油气储运，2012，09：652-656+1-2.
【关键词】现场总线技术；油气储运工程；应用
1、现场总线技术
1.1、控制系统
现场总线控制系统（FCS）采用现场总线技术将挂接在总线上并作为网络节点的智能设备连接在一起，构成工作站-现场总线智能仪表（设备）2层结构的控制系统（图1）。
图1 FCS结构
1.2、智能型现场总线设备
目前，应用于电厂的智能型现场总线设备（智能设备）有电动执行机构、电动机控制器、变频器、阀岛、压力变送器、温度变送器、电磁流量计、雷达液位计、阀门定位器、PH计、电导率仪等。智能设备与控制装置之间的通信为双向数字通信。智能设备在满足正常的远程控制和提供测量信号的同时，还提供了大量设备本身的状态信息及通信诊断信息。例如，1台智能型电动执行机构的信息除了具有电动阀的状态及位置反馈外，还包含供电故障、阀门开/关过力矩、阀门处于故障安全模式、电子单元故障、需要维护、手轮操作、方向监控、电动机过热、电动机过流、电动机事故停止、综合报警等信息。在正常运行中，若设备出现异常，可通过报警信息对设备故障类型进行判断，明确故障原因，从而提高了检修效率。其中：开/关过力矩、电动机过热和电动机事故停止为常见故障，通过设备的状态信息可及时发现问题；综合报警信息表明设备已处于危险状态需要采取措施，以避免故障的发生；需要维护信息提示该设备已长期运行，需要进行检测和保养，其属于对设备故障的预判断信息。对于智能型电动执行机构，使用现场总线设备管理软件除了可查询设备本身的诊断和报警功能外，还可查询运行时间、动作次数、力矩曲线分析、力矩和死区值等。其中：运行时间和动作次数可与循环数据中需要维护信息结合使用，对设备进行提前检修，以避免故障发生；力矩曲线分析可对设备的应用情况进行判断，以查询力矩设置是否合理，以便及时对设备进行调整，达到最合理使用设备。加之，对力矩/死区等值的远程修改功能，使得在工程师站即可调试设备，提高了工作效率。
2、几种典型的现场总线技术
2.1、基金会现场总线
基金会现场总线，即FoudationFieldbus，简称FF，其在自动化领域中具有非常好的发展前景。基金会现场总线主要分成了两种通信速率，包括低速H1和高速H2。H1的传输速率一般情况下是31250bps，通信距离长达一千九百米，其能够支持总线的供电，同时还具有安全防护功能。而对于H2的传输速率主要分为了2种，包括1×106bps和2.5×106bps，其通信的距離达到了七百五十米和五百米。物理传输介质能够进行双绞线、光缆和无线发射，协议是满足IEC1158-2标准。对于该技术主要的物理媒介的传输信号使用的是曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。
2.2、HART
HART是HighwayAddressableRemoteTransduer的缩写。其被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，同时还具有很多的特点，包括能够实现数字通信，其属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因此就目前的情况来看去，其的市场竞争力非常强，有很好的发展。HART通信模型主要由三个方面组成，包括物理层、数据链路层和应用层。物理层主要采用的技术是FSK（FrequencyShiftKeying）技术，其是在4～20mA模拟信号上叠加一个频率信号，而对于这个频率信号是遵循相应的国家标准的。它的数据传输速率达到了一千二百，逻辑0的信号达到了二千二百赫兹，逻辑1的信号传输频率达到了一千二百赫兹。
2.3、LonWorks
LonWorks是另一具有强劲实力的现场总线技术，其主要采用的是ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，主要的设计方法是面向对象，然后利用网络将网络通信设计简化为参数设置，通讯速率主要控制在300bps到1.5×106bps，直接通信距离已经长达2700m（78000bps，双绞线），同时还能够支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质，因此也是被广泛应用。
2.4、Profibus
Profibus是作为德国国家标准DIN19245和欧洲标准prEN50170的现场总线。它的参考模型主要是ISO/OSI。由Profibus-Dp、Profibus-FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列Profibus的传输速率控制在96到12000bps，最大传输距离是在12000bps，其达到了1000米，当为1.5×106bps时，其达到了400m，最多能够挂接127个站点。
2.6、RS-485
虽然RS-485不能称为现场总线，但是对于该技术还有很多的设备在沿用着这种方法。其主要采用的是RS-485，其具有很多的优点，包括设备简单、成本低，因此也被广泛的应用。
3、油气储运的历史背景及现状
油气储运业的形势管道运输是石油和天然气最重要的运输方式，油气储运分为油气储存和油气运输两部分，由于我国管道运输起步较晚，最早的一条原油管道是新疆的克乌原油管道，经过多年发展，国内已建成油气管道的总长度约6万km，其中原油管道1.7万km，成品油管道1.2万km，天然气管道3.1万km。
就目前的情况来看，我国的管道建设主要分为了3个阶段：
1）在一九五八年到一九六九年期间，其是我国的管道建设的初期，对于这个时候产油量工程少，因此缺乏很多的建设长距离、大口径管道缺乏技术能力和经验，因此这个时候是处于一个非常落后的阶段。2）在一九七零年到一九八零年期间，我国的管道建设已经处于了高峰期，因此也成为了采用国内先进设备的阶段，这个阶段不仅管道发展迅猛，对管道的钢材质量、输油工艺、输油设备及输油通信手段方面都有很大的发展。3）到了一九八一年之后，我国的管道建设处于不断的引进国外先进技术和提高效益的发展阶段。对已这个阶段的管道建设基本上都是引进的国外先进的设备和技术，因此也大大提高了管道输油效率，从而进一步提升油气储运设备在油气储运上的地位。因此对于油气储运行业标准也是有了进一步的提升，国家也加大了对其的标准建设，对于已有的标准技术内容细节和可操作性进行了相应的改进和完善，从而使得国内管道建设和运营管理水平得到很大提升，进一步大小了国内外水平差距。 4、现场总线技术在油气储运工程中的应用
本文主要介绍兰成渝管道中的现场总线技术的应用，在二零二年的九月二十九日开始投用的兰成渝输油管道是一条长距离多种油品顺序输送管道，其全厂已经达到了一千二百四十七千米，设计的输量为500×104t/a，设计最高设计输送压力达到了14.7MPa，管道的最大落差是二千二百五十九点八米。全线的密闭顺序输送0号柴油、90号汽油、93号汽油，一共设有十六座工艺站场，包括了兰州首站、临眺分输泵站、成都分输泵站、内江分输泵站为增压站，陇西分输站、成县分输站、广元分输站为减压站，江油清管站和成都分输泵站为变径点。同时设置了14座和8座大罐在兰州首站和重庆末站，主要是因为这两座站场的罐区的面积非常大，同时液位测量仪表非常多，因此使用虑现场总线技术是非常可行的，从而能够大大的节省电缆数量，并且对于相应的维护工作也方便了很多，信号传输稳定、可靠。
共设置了2个回路在兰州首站的罐区液位测量系统中，其主要包括了八台和六台液位计及罐旁指示仪和平均温度计。而设置了1个回路，在设置了1个回路，中，其主要包括了八台液位计及罐旁指示仪和平均温度计。每个回路的网络拓扑结构配置都需要根据树型进行，在获得了数据之后，对于每个回路的液位计需要再次通过RackbuSRS485数据总线将上述数据汇集到设置在现场的接线箱，在接线箱内通过E十H公司自己开发的转换卡将上述信号转换为一路RackbusRS485數据总线传送至站控制室，在站控制室内再通过转换卡将RackbusRS485数据总线转换为Modbus数据总线并接人站控系统中。
通过进行现场的安装和调试工作以及几年的实际操作运行，对于现在的州首站和重庆末站罐区液位测量仪表中的现场总线技术运用效果非常好，其不仅能大大降低成本，同时还降低故障率，使得维护的工作大大减少，而且对于数据传输的准确、稳定和可靠性都有一定的保障。
总之，油气储运业的形势管道运输是石油和天然气最重要的运输方式，在油气储运工程中的应用现场总线技术确保数据传输的准确性、稳定性和可靠性，同时降低成本，因此需要我们重视。
参考文献：
[1]袁泉，邓东花.现场总线技术在油气储运工程中的应用[J].油气储运，2007，01：60-63+10.
[2]余冷媚，吴灿奇，郑云萍，浦宏斌，汪玉春.综合评价方法在油气储运工程中的应用现状[J].油气储运，2012，09：652-656+1-2.