圖爾克首款用于excom I/O系統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)打開(kāi)了過(guò)程工業(yè)通往數(shù)字化和工業(yè)4.0的大門?,F(xiàn)在,所有過(guò)程數(shù)據(jù)都可通過(guò)并行通訊快速到達(dá)IT系統(tǒng)進(jìn)行分析和評(píng)估,因而可以快速簡(jiǎn)單地實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)見(jiàn)性維護(hù)??刂破骱涂刂葡到y(tǒng)則完全不受影響,也可以避免非授權(quán)的訪問(wèn)。憑借緊湊設(shè)計(jì),該系統(tǒng)不僅適合在現(xiàn)場(chǎng)安裝,還可安裝在控制室中。
過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域的創(chuàng)新周期長(zhǎng),因此要求工程師在設(shè)計(jì)時(shí)兼顧未來(lái)的安裝以及未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)的銜接。對(duì)于新建設(shè)施而言尤為如此。而毫無(wú)疑問(wèn)的是,未來(lái)對(duì)過(guò)程和儀器的深度診斷會(huì)變得日益重要。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)所有額外數(shù)據(jù)的高效利用,系統(tǒng)規(guī)劃人員需要在設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)考慮方方面面的問(wèn)題。盡管目前并不強(qiáng)制要求使用這些數(shù)據(jù),但許多運(yùn)營(yíng)數(shù)十年之久的工廠都已開(kāi)始整合數(shù)據(jù)渠道,并不斷優(yōu)化。任何從事實(shí)際項(xiàng)目的人員都必須確保一點(diǎn),即其自動(dòng)化系統(tǒng)支持NAMUR定義的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化(M+O)。
在對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和優(yōu)化工作中,雙以太網(wǎng)接口可以實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)訪問(wèn);冗余網(wǎng)關(guān)則可保證高可用性。
現(xiàn)場(chǎng)總線的瓶頸
在傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案中,無(wú)論使用Profibus DP、Profibus PA還是Foundation Fieldbus解決方案,總線技術(shù)都是實(shí)施各種診斷功能的瓶頸,這些診斷功能并不是由傳感器自身完成,而是由控制系統(tǒng)以外的母系統(tǒng)執(zhí)行。換而言之,盡管如今HART、Profibus PA或FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備已經(jīng)可以產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)并傳輸,但由于帶寬有限(Profibus PA和FF現(xiàn)場(chǎng)總線為31.25 Kbit/s,Profibus DP IS為1.5 Mbit/s),其中許多數(shù)據(jù)僅在設(shè)備更換或校準(zhǔn)時(shí)才會(huì)使用。這些大數(shù)據(jù)從未被用于過(guò)程優(yōu)化,或?qū)δp和污染等問(wèn)題進(jìn)行早期檢測(cè)(即預(yù)見(jiàn)性維護(hù))。
利用并行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和優(yōu)化
NAMUR發(fā)現(xiàn)了該需求,并推出了NAMUR開(kāi)放式架構(gòu)(NOA)理念:NOA可建立與自動(dòng)化金字塔并行的獨(dú)立數(shù)據(jù)通道,而且不會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、I/O系統(tǒng)和控制系統(tǒng)層級(jí)造成任何影響。數(shù)據(jù)可通過(guò)并行通道在控制系統(tǒng)層級(jí)以下傳輸并被分析,且獨(dú)立于傳統(tǒng)自控技術(shù)。與工廠自動(dòng)化和控制領(lǐng)域的運(yùn)營(yíng)技術(shù)相比,并行通道的方式可以實(shí)現(xiàn)更快速的IT系統(tǒng)創(chuàng)新迭代,受益顯著。此外,該架構(gòu)還可排除從外部訪問(wèn)控制系統(tǒng)的可能。
用于excom的以太網(wǎng)開(kāi)創(chuàng)了對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的并行訪問(wèn)
憑借首款Zone 2以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),圖爾克開(kāi)創(chuàng)了先河,使防爆區(qū)域中應(yīng)用的excom I/O系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)訪問(wèn),并保持高可用性。2019年秋季,自動(dòng)化專家圖爾克就已經(jīng)推出了用于非防爆區(qū)域的excom以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),而此次推出的網(wǎng)關(guān)則是專為防爆2區(qū)設(shè)計(jì)。excom系統(tǒng)有著各種輸入、輸出或其他類型信號(hào)的I/O模塊,網(wǎng)關(guān)模塊的更換不會(huì)對(duì)底板和I/O模塊產(chǎn)生任何影響。0區(qū)的本安設(shè)備可直接連接至2區(qū)excom以處理其輸入、輸出信號(hào)。該2區(qū)防爆以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可直接安裝在現(xiàn)有底板上,與其他I/O模塊配合使用。
在現(xiàn)今的新建項(xiàng)目中,以太網(wǎng)通訊的excom已經(jīng)可以用于自動(dòng)化系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。但在改造項(xiàng)目中,大多數(shù)最終用戶在需要升級(jí)控制系統(tǒng)時(shí),可能只需要考慮將傳統(tǒng)信號(hào)傳輸方式轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)通訊方式。在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中,都可將excom作為替換的以太網(wǎng)通訊方案,進(jìn)行并行數(shù)據(jù)訪,同時(shí)保留已有的現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備。excom既可安裝在控制室中,也可安裝在Zone 2中,作為遠(yuǎn)程I/O使用。
在控制室內(nèi)安裝更節(jié)省空間
由于excom已經(jīng)集成了本安隔離功能,因此無(wú)需在控制柜中安裝隔離柵??梢詫⒃械腎/O模塊更換為excom系統(tǒng),并接收現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)。這種方案將比傳統(tǒng)I/O與隔離柵的方案更為緊湊。與其他集成防爆隔離功能的I/O系統(tǒng)相比,圖爾克的excom模塊通常所需的空間也更少,這在改造項(xiàng)目或模塊化過(guò)程工廠中優(yōu)勢(shì)明顯。