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远程I /O:无缝封装

供稿:中国工控网 2015/12/10 10:10:55

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  • 关键词: 远程I /O
  • 摘要:本文介绍了基于图尔克增强型excom远程I/O系列产品的总线解决方案。

   

  图尔克增强型excom远程I/O系列产品允许将整个现场总线系统的安装从原先的安全区域转移至危险1区进行

  如果加工厂中有多个现场总线设备都必须要连接到集散控制系统(DCS),系统规划人员基本上有以下几种可选方案:常规接口方案、远程I/O方案和完全采用现场总线的方案。典型的信号传输方法是点对点接线,也就是我们所说的接口技术。这样可以将每一台现场测量仪器各自的测量信号直接传输到PLC。而采用点对总线的接线方式(也叫做远程I/O),现场仪表的信号将由工厂中的一台I/O站点负责采集、转换为数字协议并通过总线电缆转发给控制系统。这样DCS就只需要一个单独的通信接口,而无需多个模拟或数字输入和输出卡。

  第三种方案是总线对总线之间的连接(完全采用现场总线技术)。在这种方案中,适当的现场仪表将通过Profibus PA或Foundation现场总线等通信协议直接连接到总线中。

  每一个现场设备都是总线上的一个独立站点,但是也必须为它们提供各自的现场总线连接。由于其拓扑结构比远程I/O方案更加复杂,因此这个要求在很多情况下均无法实现。在完全采用现场总线的方案中,经常会出现信号密度过大的情况,而且除了模拟过程值以外通常还会需要数字信号(例如来自Namur传感器的信号)。在这种情况下,远程I/O连接是最有效的解决方案,因此完全基于现场总线的仪表尚未成为当今的标准。

  完整的物理层产品组合

  图尔克丰富的物理层产品组合正在为各种连接方式提供可根据具体要求而优化的最佳解决方案。除了采用通用外壳的各种接口方案以及用于Foun-dation现场总线和Profibus PA设备的大量组件外,图尔克通过BL20和excom产品系列进一步扩展了远程I/O解决方案的范围。模块化BL20 I/O系统原是用于工厂自动化领域,但是针对过程工业的要求通过兼容HART的I/O模块和冗余电源对其进行了进一步开发。鉴于许多现场设备都可以通过HART协议传输额外的信息,因此确保所安装的连接技术兼容HART协议正变得越来越重要,以便使远程I/O系统能够将输入的HART信号转换为数字协议。

  过去12年间,图尔克一直在为业界提供危险1区使用的Excom远程I/O系统,并且现在已经将其扩展为一个系列,配备了紧凑的模块支架和适用于危险2区的新型电源。该系统可以传输来自外部设备的过程和诊断数据,并可在需要时与HART现场仪表进行通讯。因此控制系统就可以直接获得关于过程值、诊断和总线设备管理的更多信息(数字量)。此外,该系统的拓扑结构所需总线电缆要大大少于基于H1的Foundation现场总线和Profibus PA现场总线系统。

  自由选择安装位置

  有了最新的Excom系列产品,用户在选择安装位置时就不再有任何限制。系统可以安装在危险1区、危险2区或者安全区域中。它的好处不仅在于用户不再需要使用专为特定区域而优化的部件,还在于用户可以采用统一的标准对外部设备和现场仪表进行配置和参数化。

  所有产品的功能和处理方式都完全相同。采用GSD文件或DTM进行配置以及进行总线设备管理时都可以采用标准的结构和操作方式。无论在何种情况下,都可以在运行时对系统进行维护和改动。这不仅适用于添加单独的测量点,也适用于通过额外的模块对系统进行扩展。该系统还支持已经得到实践证明的Excom冗余选件。

  一个标准的Ex-i外设可以支持危险0区、1区和2区的信号处理和现场设备控制。如果该外设安装在危险1区或2区中,那么就需要一个经过专门优化的电源单元来产生本安型系统电压,以使外设可以在尽可能接近仪表处接收到信号。与现场总线(此处为Profibus DP)之间的接口也为本安型。该配置方式可以使整个系统在Ex区域中运行时得到完全的维护。

  同样的Ex-i外设现在也可以用在安全区域中。一个新型的模块支架最多可支持24个I/O模块的运行,进一步减少了基本的设备费。由于图尔克已经开发出了一款专用于该应用区域的电源单元,因此整个系统变得颇为紧凑。


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