過(guò)程工業(yè)自動(dòng)化中的以太網(wǎng)技術(shù)

工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域知名已久，并且應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。然而，過(guò)程自動(dòng)化工業(yè)有其特殊要求，尤其是部分過(guò)程可能涉及潛在爆炸性環(huán)境，因此不能使用以太網(wǎng)技術(shù)。過(guò)程自動(dòng)化行業(yè)的特殊性要求包括本質(zhì)安全、在線配置、冗余設(shè)計(jì)（實(shí)現(xiàn)最大可用性）以及長(zhǎng)電纜（工業(yè)以太網(wǎng)電纜長(zhǎng)度限制為100 m）。在描述過(guò)程自動(dòng)化行業(yè)的以太網(wǎng)技術(shù)時(shí)，區(qū)分其在不同分區(qū)的可用性非常重要。

危險(xiǎn)2區(qū)中的Excom

圖爾克提供可安裝用于危險(xiǎn)2區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)Excom，該Excom系統(tǒng)采用以太網(wǎng)技術(shù)，可采集危險(xiǎn)1區(qū)或危險(xiǎn)0區(qū)的信號(hào)。為了在運(yùn)行過(guò)程中插拔網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)連接器，必須確保網(wǎng)關(guān)斷電或有動(dòng)火作業(yè)許可。而所有其他組件（如電源、網(wǎng)關(guān)或I/O模塊等）則可在運(yùn)行期間更換，無(wú)需動(dòng)火作業(yè)許可。

危險(xiǎn)1區(qū)中的以太網(wǎng)技術(shù)

從技術(shù)層面上來(lái)說(shuō)，在危險(xiǎn)1區(qū)中使用以太網(wǎng)的難度更大。對(duì)于相互連接的設(shè)備，必須確保其總功率在一定范圍內(nèi)。如今，許多的自動(dòng)化企業(yè)的都希望能克服這些障礙并開(kāi)發(fā)兩線制的本安型以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。通信和電源采用同一線路。未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)通常指高級(jí)物理層（APL）。然而，這些開(kāi)發(fā)成果目前尚不適合在危險(xiǎn)1區(qū)中進(jìn)行廣泛工業(yè)應(yīng)用（截至2020年3月）。未來(lái)，APL應(yīng)能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接。然而，出于成本原因，即使在APL已經(jīng)建立時(shí)，經(jīng)典的4到20 mA技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)仍將繼續(xù)共存。

防爆區(qū)域的以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議通信

圖爾克的GEN-3G excom網(wǎng)關(guān)將來(lái)自0區(qū)的信號(hào)以高數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)

圖爾克發(fā)布了可用于excom I / O系統(tǒng)的2區(qū)防爆以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，為流程工業(yè)開(kāi)啟了數(shù)字化和工業(yè)4.0的新篇章。所有過(guò)程數(shù)據(jù)現(xiàn)在都可以通過(guò)并行數(shù)據(jù)通道高速傳輸?shù)?/span>IT系統(tǒng)，以進(jìn)行分析和評(píng)估，這是更快速簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)視和預(yù)測(cè)性維護(hù)的一種方式。新型GEN-3G多協(xié)議網(wǎng)關(guān)支持Profinet，Ethernet/ IP以及Modbus TCP三種高速以太網(wǎng)通訊。

網(wǎng)關(guān)集成了交換機(jī)功能，可以實(shí)現(xiàn)線性拓?fù)湟约碍h(huán)網(wǎng)通訊。除了電源和網(wǎng)關(guān)的硬件冗余外，excom還支持S2冗余模式，在最大程度上確保了可用性。Excom除了提供標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)冗余方案外，還可以為非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議提供特殊的解決方案。

無(wú)論是將excom用于1區(qū)、2區(qū)還是安全區(qū)域，用戶都可以使用相同的DTM，EDS或GSDML，并使用相同的操作方式，這無(wú)疑減少了大量的培訓(xùn)工作，并確保專(zhuān)業(yè)人員在不同工廠區(qū)域中靈活使用。圖爾克的Cloud組件和邊緣設(shè)備（例如TX700）是調(diào)用和路由并行過(guò)程數(shù)據(jù)的理想解決方案，為工業(yè)應(yīng)用量身定制的圖形用戶界面簡(jiǎn)化了相關(guān)信息的選擇。分析系統(tǒng)可以托管在圖爾克云或其他供應(yīng)商提供的云方案中，也可以托管在本地網(wǎng)絡(luò)中，支持圖爾克的加密Kolibri云協(xié)議、MQTT以及OPC UA等協(xié)議。