現(xiàn)如今數(shù)據(jù)通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代社會各種領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。其可以提供即時傳送所有需要的信息和數(shù)據(jù)到達地球上的任何地方。目前。數(shù)據(jù)傳輸通常用以太網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)。主要是由于以太網(wǎng)的簡易性和普遍的適用性。
圖1 以太網(wǎng)技術(shù)不僅僅在控制系統(tǒng)中出現(xiàn)，而且可以向下到最低的設(shè)備層
以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)已在過程制造領(lǐng)域展開應(yīng)用，這背后的驅(qū)動力來自一種適合所有生產(chǎn)層次的通用通信解決方案的建立。這也意味著生產(chǎn)制造和過程中的數(shù)據(jù)不再限制在現(xiàn)場層，而可以達到所有層次。另一個好處是可以通過FTP和TCP/IP的幫助，直接從辦公室裝載更新到控制系統(tǒng)中去。
以太網(wǎng)技術(shù)不僅僅在控制系統(tǒng)中出現(xiàn)，而且可以向下到最低的設(shè)備層(圖1)，I/O系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)使用成熟的Modbus/TCP,Profinet和Ethernet/IP協(xié)議。由于設(shè)備和系統(tǒng)越來越復(fù)雜，更多苛刻的保護等級被要求在I/O系統(tǒng)中。為了滿足這些需求，不同的I/0器件必須到達最優(yōu)化的相互和諧。
控制柜內(nèi)的靈活性
大部分的I/O模塊是安裝在控制柜或接線盒內(nèi)，以提供IP20的保護等級。這種解決方案是選擇一種可以根據(jù)功能和擴展性的需要進行配置的模塊化系統(tǒng)。柜內(nèi)安裝的模塊，使用一個總線耦合器去連接到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)并提供其模塊功能(圖2)。
圖2 柜內(nèi)安裝的模塊，使用一個總線耦合器去連接到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)并提供其模塊功能
對于工業(yè)以太網(wǎng)，總線耦合器可用于不同的協(xié)議如:Modbus/TCP,Profinet或Ethernet/IP。對于IP20的設(shè)備，是通過預(yù)制的RJ45接口連接到網(wǎng)絡(luò)中去。總線耦合器內(nèi)置的交換機提供顯著的優(yōu)勢：當連接到不同的I/O站時，不需要額外的以太網(wǎng)器件，就可以快速容易地建立起流行的基于現(xiàn)場總線的線型結(jié)構(gòu)。這樣就節(jié)約了原料成本和安裝時間。
I/O站可以直接通過總線耦合器的主頁去配置，這個主頁可以通過使用標準的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器(基于網(wǎng)頁的管理)去訪問，或者輕松地通過配置軟件的幫助去實現(xiàn)。標準的以太網(wǎng)功能如SNMP，BootP或http都可以支持。
堅固的現(xiàn)場I/O產(chǎn)品
除了IP20防護等級的I/O器件之外，某些場合還需要特別的IP67裝置。對于這種需求，F(xiàn)ieldline系列產(chǎn)品可以采集數(shù)字量或模擬量信號到系統(tǒng)，并且具有IP67的防護等級。全面的I/O模塊型號可以提供各種數(shù)字量和模擬量輸入輸出的功能。Fieldline I/O模塊化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征意味著每個站點由一個以太網(wǎng)總線耦合器和相應(yīng)的I/O模塊組成,I/O模塊的本地總線通過耦合器連接到以太網(wǎng)中。所有的診斷信息，如短路或過載，通過總線耦合器向上傳遞到以太網(wǎng)絡(luò)中。這樣可以做到I/O系統(tǒng)的精確診斷，極大地有助于減少系統(tǒng)宕機時間。
為了使設(shè)備啟動和維修的安裝時間最小，傳感器和執(zhí)行器使用M12圓形插頭進行連接，這種連接器采用了菲尼克斯電氣的Speedcon快速鎖緊技術(shù)(圖3)。對于某些對安裝空間有苛刻限制的應(yīng)用，F(xiàn)ieldline的M8模塊化產(chǎn)品就可以展示全面的才能。它的寬度不到30mm，可以安裝在沒有多余突出體的標準斷面上。如果需要在Inline IP20防護等級的子站附近使用幾個IP67的I/O模塊，則可以使用一種特別的分支模塊去連接Fieldline M12和M8模塊。這樣就不必使用額外的以太網(wǎng)總線耦合器去連接IP67模塊，因為它本身已經(jīng)集成到IP20總線耦合器后面的本地總線系統(tǒng)中去了。
圖3 M12圓形插頭連接器采用了菲尼克斯電氣Speedcon快速鎖緊技術(shù)
無處不在的無線
信息化時代里快速和不斷的變化預(yù)示我們需要更短的生產(chǎn)和研發(fā)周期，我們必須去適應(yīng)一種比以往任何時候都快速變革的形勢，當以太網(wǎng)和因特網(wǎng)需要數(shù)十年去建立自己成為主流技術(shù)時，快速增長的信息需求已經(jīng)在幾年內(nèi)使無線技術(shù)成為我們生活中固定的一部分。在當今不斷變革的時代，這幾乎是不可避免的，產(chǎn)品提供靈活性、機動性和速度是所有成功的關(guān)鍵(圖4)。
菲尼克斯電氣的無線I/O系統(tǒng)可以滿足以上這些要求。例如，它可以臨時性集成到I/O系統(tǒng)中，作為信息交換的工具，或者取代滑動環(huán)和拉鏈。無線I/O模塊可以提供IP20和IP67防護等級，使用標準的藍牙無線技術(shù)實現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)字量和模擬量信號到基站的傳輸。它不僅可以接受過程數(shù)據(jù)，而且可以傳輸I/O模塊的狀態(tài)和無線連接質(zhì)量和條件的診斷信息。所有診斷數(shù)據(jù)也可以經(jīng)由以太網(wǎng)中的總線耦合器傳輸。
圖4 菲尼克斯電氣的無線I/O系統(tǒng)能滿足靈活性、機動性和高速度這些要求
項目規(guī)劃的簡單化
許多應(yīng)用都需要I/O裝置提供IP20和IP67的防護等級。同樣地，在移動場合或者難以連線的系統(tǒng)部件中，集成無線功能的I/O模塊體現(xiàn)了強大的優(yōu)勢。這里的關(guān)鍵問題在于，這些有著特殊功能的不同系統(tǒng)，如何保證沒有任何問題的相互工作?可以這樣來解決，舉個例子，通過把模塊的安裝、保護和編程的設(shè)計進行標準化解決這個問題。
機器和系統(tǒng)的創(chuàng)建或擴展由一個廣泛包括從控制柜到現(xiàn)場和所有無線功能通道的簡單化網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn).這樣做的結(jié)果是不再需要控制和管理不同的系統(tǒng),節(jié)省了培訓(xùn)時間,并提供了一種統(tǒng)一的系統(tǒng)方式,使得保養(yǎng)和維修工作更加容易。
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