上升的发展趋势--ARC市场调查:流程工业中的现场总线

作者:Volker Oestreich博士 文章来源:卡尔斯沃市PNO总线技术协会 发布时间:2013-01-25
ARC咨询公司进行的第二次国际“现场总线”调查报告告诉我们:现场总线技术有着美好的未来.越来越多的用户计划在他们的新建项目中或者在未来的三年内采用现场总线控制技术.

ARC咨询公司进行的第二次国际“现场总线”调查报告告诉我们:现场总线技术有着美好的未来。越来越多的用户计划在他们的新建项目中或者在未来的三年内采用现场总线控制技术。PNO(PROFIBUS Nutzerorganisation)总线技术协会为人们提供了种类繁多的新产品。

ARC市场调查的目的是:了解流程工业企业自动化过程中的发展趋势,找出与2003年的不同和变化。两年前进行的调查有一定的局限性,调查对象仅有62家企业。在2005年的调查中,被调查企业的数量增至227个,其中包括世界各地的最终用户、系统集成厂商和OEM生产企业。与前一次市场调查时北美洲地区的企业占绝大多数不同,这次美国的企业仅占所有被调查对象的40%不到,拉丁美洲地区的企业数量增加了2%,占了总数的8%,西欧国家的企业占了31%,东欧地区的企业占了3%。按行业划分,化工企业占17%,食品、饮料生产企业占16%,14%左右的是石油和天然气生产企业,5%左右的是能源工业企业(参见图1)。

各种类型的流程设备中现场总线

从图2中可以看到两种不同的现场总线技术在各种流程设备中的使用情况:初看起来,两者之间存在着共同点。无论哪种总线系统,也无论是用于大型流程设备还是小型流程设备,它们的发展趋势都是相同的。

未来的流程工业自动化中现场总线的情况如何呢?从最新调查与2003年调查的情况对比中可以看出一些令人感兴趣的因素。“另我们满意的是:两种现场总线系统的数据分析的结果基本一致,都有长足的进步,如果说有区别的话,那就是一个多一点,另一个少一点。唯一的一个例外是FF H2型现场总线,只有它远远的低于应达到的目标。”Edgar Küster先生,PNO总线技术协会的总裁说道。

在问到用户对哪一种现场总线系统使用情况下更加信任时,得出的结论多少有些出人意料。在2003年时还只有很少的一部分用户,大约占4%左右,在面向任务的使用条件下对Profibus现场总线比较信任,今天这一比例已增加到了27%(图2)。

在问到新增流程设备使用现场总线的计划时,超过61%的用户打算在新的流程设备中采用现场总线系统,26%的用户打算在今后三年内采用现场总线系统,只有9%左右的用户还没有打算使用。

可行性最为重要

从用户的角度来看,衡量现场总线好坏的标准是什么?什么样的标准才是最有意义的呢?世界各地88%的用户认为“集成到流程设备中的现场总线网络和驱动网络”是最有意义的。切实可行的将各个分散配置的现场总线仪器连接起来、将流程设备自动化控制部件连接起来的信息通信,有着极为重要的价值。Profibus现场总线系统是目前唯一的通用数字通信协议,可以在各个分散配置的现场总线仪器和流程自动化控制元器件之间进行连接的系统。而在所有其他的解决方案中,用户都需要附加使用第二套总线系统,从而大大地增加了整个流程设备自动化的总投资。在用户希望、要求的汇总明细表中,用户最大的希望或者要求是“维护保养性能的改进”或者“总线设备的兼容性”。而PNO现场总线技术协会在兼容性方面给予了高度的重视。PNO总线技术协会已经颁布并实施的检测方法和认证方法保证了被测试的现场总线元器件有着很高的质量和兼容性。允许现场总线的元器件在ProfibusPA-Profi系统中方便的相互更换,实现了2004年NAMUR大会提出的要求。

另外75%的被调查对象提出了“改进系统性能”和“改进资产管理”两项要求。只有大约一半的被调查企业以“需要最新的技术”为重要。大约有1/4的企业认为不必“所有的都采用最新技术”。这是用户在现场总线技术应用过程中“工作状况监控”的真实的反映(图3)。第二类的要求和希望是“现场监控”,即在基本总线系统Fieldbus中功能强大的现场监控能力。大约有53%的被调查企业认为这是最重要的;27%的被调查企业则认为是不重要的。对于另一个问题“您认为在对现场总线设备的监控或者对控制阀的监控中使用PID监控有价值吗?”的回答与2003年市场调查时完全不同,在2003年时几乎1/4的被调查企业认为没有作用,现在这一数字提高到了39%。

必须能尽快的收回投资

在投资回收期上,两种现场总线系统都有着很好的投资回收效果;比两年前的投资回收情况有了明显的提高。在当时,只有11%的被调查对象认为可以在6个月内收回投资,今天已经有27%的用户认为可以在6个月内收回投资。另有18%的被调查对象认为:可以在12个月内收回投资成本。“在这一问题中可以出现各种各样的情况。根据我多年来的经验,投资收回期的长短与采用的现场总线技术水平的先进程度有关。”EdgarKüster先生根据他多年在实验室中从事两种现场总线系统实验工作的经验说道。有1/3的被调查对象认为流程设备生产所需的现场总线硬件和软件的采购费用比传统的流程设备控制系统要高,有1/3的被调查者认为新、旧系统的差别不大,还有1/3的认为新的现场总线系统不错。而在现场总线系统的安装费用问题上被调查企业得出的结论则相对统一,大多数或者说全部被调查企业都看到了现场总线系统的流程设备安装试车过程中所体现的费用优点。每一种现场总线系统还有一个重要的优点“使用周期费用”。“我们感到非常的高兴,因为用户对新的现场总线系统的使用情况都明确的表明了自己的见解。”Küster先生说道(图4)。因此,当61%的被调查对象计划采用新现场总线系统时,就一点也不感到惊讶了。在问到:是愿意使用一家供应商提供的全套现场总线系统,还是愿意使用不同生产厂家生产的现场总线元器件构成一套完整的流程设备现场总线系统时,绝大多数的用户回答说:大多数的Fieldbus基本现场总线系统零部件由单一供应商提供;Profibus现场总线系统的元器件来自多家企业。在采用Profibus现场总线系统时有“最佳品种”或者“最佳等级”的选择:将各个不同生产厂家的“最佳”组合在一起,保证用户的“最佳”。

数字通讯在面向任务的应用中也越来越得到了用户的信赖。除此以外,流程工业企业也在流程设备控制元器件和分散式配置的控制部件的集成方面给予了极大的关注,逐步认识到只有Profibus DP型和Profibus PA型现场总线系统在流程工业生产中是切实可行的现场总线控制系统。本次市场调查的结果非常明确:Profibus现场总线适合于多功能流程设备,而且系统元器件的集成性能可靠。

混合使用方式在增加

PROCESS:Küster先生,您如何评价这次市场调查的结果?

Küster先生:很多企业积极地参与了ARC进行的这次市场调查,参与调查的企业数量远远高于两年前的企业数量。当时参与调查的企业主要集中在美国,而这次被调查的企业有的分布在美洲、欧洲和亚洲国家。因此,可以说这次调查是非常有代表性的。


PNO现场总线技术协会的总裁Edgar Küster先生与接受了PROCESS杂志的采访。

PROCESS:调查结果是否给您留下了深刻印象?

Küster先生:被调查的企业对于在流程设备自动化的框架内混合使用不同现场总线系统的提问给予了肯定的回答。有关流程设备总线系统的集成和仪器集成的重要性88%的被调查者都给予了肯定,比其它任何问题的意见都统一。另外,被调查企业还非常明确地认为使用现场总线系统可以节省流程设备的运行费用,在敏感的应用领域中,例如面向任务的应用领域中也更加信任现场总线系统。

PROCESS:用户的说法坚定了您的经营战略?还是使您有所改变?

Küster先生:市场调查的结果增强了我们的信心,使我们坚定的按照现在的道路继续走下去,进一步总结和提高我们在Profibus现场总线系统方面的生产和流程自动化控制方面的最佳实践经验。

PROCESS:市场调查的结果对于Profibus现场总线系统,对于整个现场总线技术意味着什么?

Küster先生:现场总线系统已经展示出了它的能力,展示了它的可靠性。现在的情况是:这些成熟的经验也要引用到流程设备的自动化控制领域中。在这方面,Profibus现场总线技术已经做好全面的准备,保证可以最佳地完成它的任务。在将来,所有的现场总线组织将证明:现场总线系统不仅仅可以传送数据,而且也提供成套的解决方案,通过数据导出控制信息,控制着与它连接的仪器执行这些命令。

PROCESS:您的下一个目标是什么?

Küster先生:根据VDI/VDE 2650/NE标准要求研发的诊断方案已经在Profibus PA型设备中得到了贯彻落实。这是有关总线仪器知识的最好示例。标准要求的诊断分为四个等级:功能监控,维护保养需求,故障和“除标准以外的规定”都达到了。我们的中期目标,也是一个非常重要的目标是:贯彻落实VDI/VDE规范中属于远景规划中的要求(预防性维护保养),而这一点对于用户来讲也是非常重要的。由于这又涉及到总线系统仪器的功能问题,必须在PA型总线系统中加以解决。

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