如果按照人们对现场总线的态度来分类,大致可以分为以下四类:A、用户; B、坚定的支持者; C、彻底的对手; D、尚未做出决定者。 在工厂自动化领域,或者更准确地说,在汽车行业领域,已经有50%以上的A类人,90%左右的B类人,还有一小部分C类人。 型和D型人。 在这个领域,现场总线带来的好处已经很明显了,选不选现场总线就不用讨论了。 然而,对于过程自动化领域,情况就大不相同了。 例如,在化学工业中,A组的比例很小; B组逐渐增加; C组占比20%以上; 但是D组还是占据了非常大的比例。
在这两个不同的工业类别中,现场总线的实际使用也表现出明显的差异。 在汽车工业中,人们考虑使用哪种总线(总线的参数和结构很重要),例如PROFIBUS、INTERBUS或DEVI-CENET等,是使用铜芯线还是光纤或混合使用 其二,是使用“即插即用(PLUG AND PLAY)”或使用端子连接总线等。 现有和不断开发的各种现场总线产品和解决方案能够充分满足用户的需求。 在过程自动化领域,情况就大不相同了。 虽然支持者很多,但实际上只有PROFIBUS PA和FOUNDATION FIELDBUS有一些测试安装实例,现场总线的大规模使用似乎还有很长的路要走。 虽然,可能有50%的人认为使用总线可以降低成本,增加灵活性,但是使用哪种现场总线系统是摆在大家面前的一个突出问题。 与其他工业部门一样,化学、石化和制药行业必须考虑经济和商业因素。 他们面临的一些特殊情况使人们难以下定决心使用现场总线。
接下来,我们分析这些特殊情况。 在化学工业中有两个截然不同的过程,即所谓的“分批”生产过程和所谓的“连续”生产过程。 在这两个过程中,意外的中途“停机”可能代价高昂,因为清洁反应器和管道可能需要几天时间。 因此,系统的持续运行能力是首先需要考虑的问题,这也解释了为什么在该领域的系统设计中强调“故障安全”。 也就是说,如果采用现场总线,系统的连续运行能力至少可以不低于传统的控制结构。 在传统的控制结构中,某一点的故障只会影响这一个或几个相关点的工作,不会影响整个控制系统,但这种点对点连接(一个上只连接两点) wire) 概念 这与在一根总线电缆上连接尽可能多的设备的现场总线概念相互矛盾。 为此,有必要考虑将现场总线系统设计为冗余结构,但这样做会降低成本节约的潜力。 同时带来了另一个重要的问题,即要求每个现场设备有两个总线接口或采用环形总线结构连接现场设备。 显然,这样做是不经济的。 如果使用一定数量的小型远程I/O连接现场设备,可以通过在远程I/O上配置两个网关实现总线的冗余,最大的优点是现场仪表的数量和 公交线路大大减少。 连接部件因此大大降低了布线成本。
另一个更复杂的问题是现场的爆炸防护。 传统的防爆方法很简单,例如通过限制能量避免火花的本质安全(EXi)方法,由特殊外壳保护的隔爆(EXd)和灌封(EXm)方法等。 但是,这些方法都与现场总线的基本概念相冲突。 如果从限制能量的角度(使用本质安全的方法),每条总线支路允许连接的现场设备数量将大大减少,例如PROFIBUS PA或FOUNDATION FIELDBUS的每条总线支路都允许 连接现场设备的数量限制在6-10个,但如果没有能量限制,100个以上的现场设备(通过中继器)可以连接到PROFIBUS DP的一个分支。 如果采用隔爆(EXd)或灌封(EXm)方法(它们常与增安方法结合使用),那么对进入危险区域的能量基本上没有限制,但这两种方法的缺点是 维修或更换现场设备前必须切断电源。 但对于现场总线系统来说,设备的“热插拔”应该是最低要求。 当然也可以采用总线本质安全、现场设备采用隔爆(EXd)或灌封(EXm)方式的系统方案。 能量达到本质安全级别。 如果这样做,电源电缆需要与通信电缆一起铺设。 但是,各个现场设备的供电也有很大的困难,因为目前大多数仪表的供电电压都是直流24伏,而直流24伏供电的远传是一个很难解决的问题; 且不说电源和仪表需要改造,交流220伏进入危险场所本身就存在很大的安全隐患。
有更好的解决方案吗? 相比之下,远程I/O应该是最好的选择:
l 与现场设备使用传统的安装和连接方式
l 使用单个电源模块(必要时也可冗余配置)为多台现场设备供电
l 维修或更换现场设备时“可热插拔”
l更经济
总结以上情况,我们发现使用远程I/O的解决方案比使用今天的现场总线解决方案更有优势。 但是remote I/O并不是用来代替现场总线的,它应该通过现场总线与plc或dcs相连。 一方面,使用remote I/O的主要目的是为了解决现场设备接入总线需要统一的总线接口的问题,因为目前需要为每个现场设备配置一个总线接口 (包括传输开关量的设备)。 既不经济也不实用; 另一方面,为了解决现场的防爆问题,既能做到本质安全防爆,又能带电插拔。 进一步分析后我们发现,Remote I/O虽然解决了现场设备接入总线时需要统一总线接口的问题,但如果能够直接安装在危险区域,也就是说不仅 作为本机使用 如果安全设备的关联设备(需要放置在安全区)和本身可以通过不同的防爆方法直接安装在危险区域,那么大量的电线电缆来自危险区域 到安全区可以轻松救人。 .
至此,我们可以断言,这种可直接安装在危险区域(1区)的带有总线接口的远程I/O系统,将是近年来我们最需要的。