长途I/O与现场总线何去何从

假如依照对待现场总线的情绪来对人们进行分类的话，那么大体上能够分为如下四类：Ａ、运用者；Ｂ、坚决的支持者；Ｃ、完全的反对者；Ｄ、没有做出决议者。在工厂自动化范畴，或更精确地说，在轿车工业范畴内，Ａ类人群现已有５０％以上，Ｂ类人群会有９０％左右，而Ｃ类和Ｄ类人群所占的份额则很小。在此范畴内，现场总线所带来的优点现已非常的显着，再去议论应不应该选用现场总线就没有什么必要了。可是，关于进程自动化范畴来说，状况就大不相同了。例如，在化学工业中，Ａ类人群所占份额很小；Ｂ类人群正在逐步增多；Ｃ类人群所占份额超越２０％；但Ｄ类人群依然占有一个非常大的份额。
　在这两个不同的工业类别中，现场总线的实践运用状况也呈现出显着的不同。在轿车工业中，人们考虑的是运用哪一种总线（总线的参数以及结构非常重要），例如，是ＰＲＯＦＩＢＵＳ，ＩＮＴＥＲＢＵＳ仍是ＤＥＶＩ-ＣＥＮＥＴ等等，是运用铜芯导线仍是光纤或许两者混用，是运用“即插即用（ＰＬＵＧ　ＡＮＤ　ＰＬＡＹ）”仍是运用接线端子的办法进行总线的衔接等等。现存的以及正在不断发展的各式各样的现场总线产品和处理计划完全能够满意用户的需求。而在进程自动化范畴的状况则天壤之别。尽管有许多支持者，但实践上只是ＰＲＯＦＩＢＵＳ　ＰＡ和ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ　ＦＩＥＬＤＢＵＳ有一些测验性质的装置实例，现场总线大规模的运用看起来还要有适当长的路要走。尽管，可能有５０％的人信任运用总线能降低本钱一起添加灵活性，可是终究运用哪一种现场总线体系适宜是咱们面对的一个杰出问题。好像其它的工业类别相同，化工、石化和医药行业必需求考虑经济和商业的要素。它们所面对的一些特别状况使得人们很难下定决心去运用现场总线。
　下面，咱们来剖析一下这些特别状况。在化工行业中，有两个不同的进程，一个是所谓的“批量”生产进程，另一个是所谓的“接连”生产进程。在这两个进程中，一个意外的半途“泊车”可能会带来很大的丢失，由于清洗反应釜和管道就需求好几天的时刻。因而，体系的接连作业才能是需求首要考虑的问题，这也就解说了在该范畴内做体系规划的时分为什么非常着重“毛病－安全”的原因了。也便是说，假如选用现场总线，那么，体系的接连作业才能至少不能够比选用传统的操控结构低。传统的操控结构中，某一点的毛病只会影响这一个或几个相关点的作业，不至于影响到整个的操控体系，可是这种点对点的衔接（一根导线上只衔接两个点）概念就与现场总线的在一根总线电缆上尽可能多地串接设备的概念是彼此对立的。为了做到这一点，就要考虑将现场总线体系规划为冗余的结构，但这样做就会降低本钱节约的潜力。一起，又带来了另一个重要的问题，便是要求每个现场设备要具有两个总线接口或许选用环型的总线结构来衔接现场设备，很显然，这样做是不经济的。假如选用必定数量的小型长途I/O来衔接现场设备的话，就能够经过在该长途I/O上装备两个网关来完成总线线路的冗余，并且最大的优点便是大大削减了现场外表与总线的衔接部件然后大大降低了接线本钱。
　　另一个更为杂乱的问题是现场的爆破防护。惯例的爆破防护办法很简单，例如，经过约束能量来防止发生火花的本安（EXi）办法，经过特别的外壳来防护的隔爆（EXd）和浇封（EXm）的办法等等。可是，这些办法都与现场总线的基本概念有相冲突的当地。假如，从约束能量的视点考虑（运用本安办法），那么，每个总线分支上答应衔接的现场设备的数量就会大大的削减，例如，PROFIBUSPA或FOUNDATIONFIELDBUS的每一个总线分支上答应衔接的现场设备的数量被约束在6-10个，可是原本假如没有能量约束的话，PROFIBUSDP的一个分支上能够衔接100多个现场设备（经过中继器）。如运用隔爆（EXd）或浇封（EXm）的办法（它们常常与增安办法组合运用），那么，对进入风险区的能量基本上是没有什么约束，可是，这两种办法的缺点便是在现场设备进行检修或替换之前必需求把供电堵截。但关于现场总线体系来说，设备的“热插拔”应该是一个最少的要求。当然，能够选用总线是本安的，现场设备用隔爆（EXd）或浇封（EXm）办法的体系计划，也便是说，现场设备均选用无需总线供电的独立供电办法，总线上传诵的信号能量到达本安的水平。假如这样做，就需求在有一条通讯电缆的一起铺设一条供电电缆。可是，每一个现场设备的供电也存在较大的困难，由于现在大多数外表的供电电压都是直流24伏，但直流24伏电源的远传是一个较难处理的问题；假如选用沟通220付供电，外表需求改型不说，沟通220伏进入风险现场自身就存在着较大的安全隐患。
　　有没有更好的处理办法呢？比较起来，长途I/O应该是最佳的挑选：
　　l与现场设备选用传统的装置衔接办法
　　l运用单一的电源模块（如必要，也可冗余装备）为很多的现场设备供电
　　l检修或替换现场设备时能够“热插拔”
　　l愈加经济
　　总结一下上述的状况，咱们发现选用长途I/O的计划要比选用如今的现场总线计划具有更多的优势。可是，长途I/O并不是用来替代现场总线的，它要经过现场总线与PLC或DCS相连。运用长途I/O的首要意图一方面是为了处理现场设备与总线相连需求一致的总线接口的问题，由于给每一个现场设备（包含传送开关量的设备）都装备一个总线接口现在来看是既不经济也不实践的；另一方面是为了处理现场的防爆问题，既能够做到本安防爆又能够带电插拔。进一步剖析后，咱们发现在长途I/O处理了现场设备与总线相连时需求一致的总线接口这一问题的一起，假如其能够直接装置在风险区域之内，也便是说它不只是作为一个本安设备的相关设备（需放置在安全区）并且其自身能够经过不同的防爆办法直接装置在风险区的话，那么，从风险区到安全区的很多的电线和电缆就能够非常轻松地省掉了。
　　至此，咱们能够断语，这种能够直接装置在风险区（1区）的具有总线接口的长途I/O体系将是咱们近年内所最最需求的。