21世紀，人類社會已經邁入了信息化時代。隨著電力體制改革的深化，電力企業為提高生產過程自動化和管理現代化，必將投入大力進行信息化建設。這是一個長期而艱巨的任務。電力系統是一個龐大而複雜的網絡，現場總線技術作為連接生產現場的儀表、控制器等自動化裝置的通信網絡，是新一代分布式控制系統的核心技術，在電力行業內，特別是在火電廠、變電站自動控制領域具實現信息化、數位化建設過程中具有廣闊的應用遠景。
相比較而言，火電廠運行系統更加複雜，控制參數更多、分散性強，且性質各不相同。在火電廠的各級系統數位化建設過程中，最困難、進展最緩慢的就是火電廠如何將數位化推向現場設備級。因此，推廣應用現場總線系統，實現現場設備級的數位化就成了實現火電廠全面數位化的關鍵一步。
可喜的是，國際上現場總線技術及現場總線智能設備的開發和推出已有近10年以上歷史，現場總線標準化紛爭也漸近統一，安全相關標準和系統已問世，現場總線智能設備也已十分成熟。近幾年來，國內外現場總線技術在石油、化工等領域的應用勢頭在加快。在電力行業也取得了一定的成績。
在電廠信息化的建設過程中，越來越多的專家、學者和電力工程設計人員意識到推動現場總線技術在電廠應用的重要性和迫切性，已有許多論文提出了基於現場總線技術的控制系統在電廠的應用設想和建議，但到目前為止，在國內已建和在建電廠中，真正意義上的全面和系統地應用現場總線控制系統的實例還未見報導，見諸於文獻的還只是局部或試點應用。由於電力生產對安全可靠性要求的特殊性，儘管大家對現場總線技術代表了未來電廠自動化的發展方向均持肯定和積極的態度，但在工程建設中亦不乏觀望與等待，使之難以較快進入實質性的應用，箇中原因多種多樣。
本期特別策劃，邀請了來自工程設計一線、生產廠家的幾位專業人士各抒己見，主要圍繞如何在火電廠中推廣應用的問題，從總線技術、標準、現場設備、效益、設計理念和今後的發展等多角度、全方位透視現場總線技術，以期給廣大讀者一個全面、客觀的介紹，既看到現場總線發展的廣闊前景，也不迴避現在仍存在的分歧和誤區，本著交流經驗、探討問題的態度，為促進現場總線在電力行業的推廣應用助一臂之力。
一、總線技術
趙文華：
· 現場總線技術簡介
所謂現場總線，是指安裝在製造或過程區域的現場裝置之間、以及現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的開放式、數位化、串行和多點通信的數據總線。
作為連接生產現場的儀表、控制器等自動化裝置的通信網絡，現場總線是20世紀90年代國際上興起的新一代全分布式控制系統的核心技術。它作為工廠數字通信網絡的基礎，溝通了生產過程現場及控制設備之間及其與更高控制管理層次之間的聯繫。採用現場總線技術可以促進現場儀表智能化、控制功能分散化、控制系統開放化，符合現代工業控制系統領域的技術發展趨勢。
· 現場總線技術特點
（1）系統的開放性。所謂開放系統是指它可以與世界上任何地方遵守相同標準的其他設備或系統連接，通信協議一致公開，各不同廠家的設備之間可實現信息交換。用戶可按自己的需要和考慮，選擇不同供應商的設備連入現場總線。
（2）互操作性與互用性。互操作性是指實現互連設備間、系統間的信息傳送與溝通；而互用性則意味著不同生產廠家的性能類似的設備可實現相互替換。
（3）現場設備的智能化與功能自治性。它將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現場設備中完成，僅靠現場設備即可完成自動控制的基本功能，並可隨時診斷設備的運行狀態。
（4）系統結構的高度分散性。現場總線已構成了一種新的全分散性控制系統的體系結構。簡化了DCS，總體可靠性也有所改善。
（5）對現場環境的適應性。工作在生產現場前端，作為工廠網絡底層的現場總線，是專為現場環境而設計的，可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強的抗幹擾能力，能採用兩線制實現供電與通信，並可滿足本質安全防爆要求等。
由於現場總線的以上特點，特別是現場總線系統結構的簡化，使控制系統從設計、安裝、投運到正常生產運行及檢修維護，都體現出優越性。現場總線技術引入我國雖然只有短短的十幾年，卻早已融入了工業控制領域的方方面面。目前公認的適合於過程控制的主流現場總線主要有Profibus, FF, WOLDFIP等。
· 現場總線在電廠中的應用
現場總線在電廠中的應用能夠提高運行的安全可靠性，表現在：
（1）完善的現場設備及信號的診斷功能，防止其故障或信號偏差導致控制和保護系統發生錯誤信號而釀成事故(這是過去DCS事故的原因之一)。
（2）提高了信號的精度和速度。
（3）減少了大量端子和接線頭，大大提高了可靠性。
（4）採用數字通信，減少大量電纜，有利於抗幹擾。
（5）控制功能和I/O功能的分散，簡化了DCS，總體可靠性也有所改善。
現場總線的應用同時也適應現代化管理的要求，採用現場總線及其智能現場設備無疑將增加一定投資，但根據國外實踐和一些用戶的報告，綜合投資成本還是可以減少(或增加不多)的，理由是：
（1）減少了I／O機櫃、接線端子櫃及相應的電子設備間空間。
（2）減少了計算機電纜、橋架和敷設工程量及接線和查線工程量(據國外文獻稱可節省電纜66％以上，節省安裝費用60％)。
（3）降低了系統集成、修改和技術改造費用。
目前，電廠自動化控制還是以DCS為主；國際上可用於電廠的先進的DCS均已開發了與現場總線的接口設備及相應的軟體；DCS系統結合現場總線系統和現場總線設備已在火電廠有成功應用業績，包括300MW等級機組，近一二年有加速推廣應用趨勢。
任穩柱：
現場總線在配電網和變電站自動化中的應用近十年來，由於信息技術領域的飛速發展，帶動工業現場總線產品技術極大的提高。從工業現場總線的概念來說，其覆蓋的領域極廣，包括了上層的計算機管理系統、控制系統、工業機器人、工業現場執行機構和傳感器等。現場總線是連接智能化現場設備和控制室之間全數位化、開放的雙向的局部通信網絡。現場總線種類很多，比較有影響的有：CAN、Lorworks和Profibus等。它們各有特點和優勢，在不同領域有不同的應用價值。在輸配電系統中，很多設備的智能化功能就需要現場總線進行通信。
電力系統自動化的特點是被控制的對象（設備）複雜而龐大，分散性強且聯繫緊密，被控制的參數多，幹擾嚴重。
目前現場總線技術也正在逐步融入電力行業，隨著現場總線技術在低壓電器、高壓開關設備、低壓成套等設備中的應用，其作用也越來越突出，是實現電力系統自動化的關鍵。目前，已經有比較成熟的現場總線產品和系統在電廠、變電站自動化、配電網自動化中投入使用，都獲得了很高的經濟效益和發展前景。
比如，現場總線技術可以幫助高壓開關設備實現智能化，進行在線檢測、運行狀態監視、控制和保護以及趨勢分析和判斷，而且需要進行智能化操作（可控操作）。而現場總線在高壓開關設備中的應用是伴隨著智能化高壓電器的發展而發展。
再比如，智能化箱式變電站是以智能化設備為基礎，以現場總線為核心的智能化系統。該系統及遙測、遙控、遙信、遙調、故障識別、隔離恢復為一體。
現場總線是一種互連現場智能化設備及其控制系統的雙向數字通信協議。一個現場總線系統可以看成是一個由數字通信設備組成的安全分布式系統。實際上現場總線設備就是一種計算機網絡，這個網絡上的每一個節點就是一個智能化設備。隨著智能化高壓開關設備的發展，現場總線技術在其中的應用必將會越來越多，越來越完善。
趙文華：
· 現場總線技術發展趨勢
近年來，工業乙太網技術發展迅速，這個原來用於IT領域的標準，在信息網擴展中得到迅速的發展，不斷提高的性能和迅速降低的成本是現有任何工業自動化網絡無法比擬的，使工業自動化領域的一些公司不約而同地將注意力集中在利用乙太網的資源上，所以新一代的工業自動化網絡幾乎都是建立在乙太網基礎之上，使工業乙太網成為當前的技術熱點。
從總線技術的發展方向上來看，所有的現場總線最終都將向Ethernet過渡。許多基於現場總線的控制系統最終都將連接到Ethernet，直至與Internet相連接。工業乙太網是工業控制系統的一個發展方向。目前工業乙太網還主要應用在過程監控層，而在現場層則是採用現場總線技術。隨著各項技術的發展，乙太網技術正逐漸下移，將走向現場層。伴隨這項技術的發展，現場總線在電力行業的應用最終也將向著乙太網的方向發展，必將更加有力地推進電力系統自動化建設。
馮傑：
眾所周知，20年前在控制領域，集中控制系統佔據主流地位，它具有系統實時性強、擴展方便、穩定性高等優點，但它的缺點在於：集中控制系統將所有接線由現場聯入控制室，帶來大量複雜的接線工作，也使現場維護以及故障診斷變得極為困難。隨著智能現場儀表的發展，將所有的信號點通過一根通信電纜連接在一起的控制方式——總線誕生了，現場總線給控制領域帶來了革命性的變革！
· 布線便捷
由於現場總線採用多站點集中傳輸模式，將大量的接線工作分配到現場，而各站點與主站之間的通信全部由一根總線完成，這樣就使得整個系統的接線變得更加簡潔、方便。
現場總線往往可以同時使用多種傳輸媒介，如可以同時使用總線電纜、光纖、紅外技術，甚至目前最受業界關注的乙太網以及無線技術。這樣就完全可以根據現場需要選擇不同的傳輸媒介：距離遠或有強幹擾的情況下可以選擇光纖；距離較短，沒有特殊要求的場合選擇普通總線電纜；距離較遠不易布線的場合還可以選擇無線通信。這些都是普通的集中控制所無法實現的。
· 系統可靠
目前電力行業不願選擇總線控制方式的一個主要原因在於：很多人認為對於集中控制方式，如果某一線路發生故障，僅僅是點故障，對系統不造成嚴重影響；選擇總線控制一旦某一線路發生故障就是該點以下所有系統的癱瘓，對系統的安全性以及可靠性不信任。其實不然。總線電纜在抗損壞、抗幹擾能力強方面都大大優於以往所選用的普通信號線纜。
目前總線控制中常選擇智能分散技術或分層、分支技術。當我們需要在現場處理一些過程數據，同時又不希望整個系統的其他部分對此處造成影響，我們可以選擇一個智能分散控制器用於此處，在現場對數據處理後再將一些系統控制器需要的數據上傳，例如菲尼克斯電氣的UNI200控制器，加掛不同的總線耦合器後，它可以方便地聯入其他總線系統。在現場我們常希望將不同的控制功能區分出來，使他們不互相影響，這時我們就可以選擇分層以及分支技術，將不同的控制功能置於不同的控制站點以及分枝。INTERBUS總線甚至可以實現單主站，255個從站，16層分層這樣一個龐大而又可靠的系統！
· 高效診斷
現場總線系統具有故障發生，可以很快確定故障發生點、確定故障類型、給出解決方案的功能。
· 硬體靈活
總線產品常常具備多種功能模塊，但它們的接線、安裝方式一致，這樣在設計時僅需根據系統的要求選擇不同的功能模塊，像搭積木一樣，很方便地就可以完成系統的構建，大大降低現場接線工作，極大縮短系統安裝調試時間！