作为自动化技术发展热点之一,现场总线技术近年来发展迅速,变得日益成熟,被广泛地应用于对长周期和可靠性有很高要求的连续性化工生产领域。在过程控制点数规模较大的大型化、一体化的联合化工生产企业,现场总线技术通过数字信号取代模拟信号,使工艺变量测量和控制信息实现了就地采样、就地计算、就地控制,控制功能从DCS系统下放到现场仪表设备,以满足大型化工装置分散控制,集中管理、规模可变的要求。因此,越来越多的大型联合化工厂广泛采用以现场总线技术与集散控制系统集成的方式应用于工厂的过程控制。本文以拜耳材料科技一体化基地电解盐酸制氯装置控制系统的设计应用为例,深入分析并探讨了基于基金会现场总线技术工厂管控网自动控制系统应用的全过程。为构建一个生产经营管理一体化、高效率、低单位能耗和降低装置施工建设和生产维护成本的“数字化智能工厂”,选用合适的自动化过程控制系统显得尤为重要。其必须以满足几个基本要求:保证长周期运行的可靠性、低成本系统规模扩展、系统开放性和强大的系统集成功能。本文以实际工程应用为例,首先阐述了现场总线的概念、通信方式、网络架构,以及应用现场总线技术所具有的优势和特点。列举了当前几种比较典型的现场总线技术。结合电解盐酸制氯工艺特点,提出了基于基金会现场总线的工厂管控网控制设计方案,详细阐述了控制系统总体方案实施的过程,并提出一些具有建设性的现场总线应用技术措施,对系统硬件配置、软件组态、总线网络布局和资源的管理进行了深入的分析。利用FF总线仪表设备的数字化和智能化的特点,实现通过DeltaV内嵌的资源管理系统(AMS,Asset Management System)对FF、Profibus、Hart等现场总线设备运行状况实时监控,并对监控数据进行管理,及时了解现场总线设备的健康状态,预判现场总线设备的是否需要维护,实现真正意义上的仪表设备预防维护功能。电解盐酸制氯是较成熟的制氯工艺过程,它的特点是腐蚀性强、电能消耗大、要求连续长周期生产、辅助系统多、现场仪表设备易受电磁干扰严重等等。针对盐酸电解制氯生产过程控制的特点,重点分析传统PID控制器作为该装置控制回路主要算法的计算原理、参数整定及算法实现过程。列举了一个利用智能现场总线设备实现氯气分配控制策略优化的实例。详细地阐述了如何通过改进的前馈+PID控制器解决对长期困扰装置运行的氯气分配总管压力控制的问题。新方案投用后,对比了单纯使用传统PID控制器和前馈+PID控制器方案的实际应用结果后得出结论,新的前馈+PID控制器的改进方案控制效果优化明显,能有效地克服了下游装置非计划停工或下游某个装置生产负荷大幅波动,导致氯气总管压力波动得难题。并列举利用FF总线仪表PID控制功能实现盐酸浓度配比控制的优化过程。