1 引言 當(dāng)今的分布式I/O系統(tǒng)解決方案為工業(yè)用戶提供了廣泛的系統(tǒng)連通性選擇，并且這種解決方案能夠?qū)崒?shí)在在地被分解到任何實(shí)際的過(guò)程控制應(yīng)用系統(tǒng)中去。 許多工業(yè)用戶已經(jīng)具有選擇分布式I/O系統(tǒng)的豐富經(jīng)驗(yàn)。包括事先設(shè)計(jì)好的模擬量和數(shù)字量I/O，所選擇的I/O系統(tǒng)即使在最?lèi)毫拥墓I(yè)環(huán)境也能夠可靠運(yùn)行，其連通性選擇能夠滿足大多數(shù)工業(yè)過(guò)程控制級(jí)或者生產(chǎn)企業(yè)級(jí)設(shè)備的需要，分布式I/O系統(tǒng)所提供的寬范圍可選擇性允許將I/O分解到基本的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)環(huán)境，同時(shí)還具備了較容易的可擴(kuò)展性能。 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和微處理器硬件技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，分布式I/O系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在得到逐步地?cái)U(kuò)大和增長(zhǎng)。同樣隨著新一代分布式I/O系統(tǒng)產(chǎn)品及其解決方案的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，分布式I/O系統(tǒng)將會(huì)成為與分散型控制系統(tǒng)（DCS）、可編程控制器（PLC）和基于PC控制系統(tǒng)并駕齊驅(qū)的另一類(lèi)大眾化產(chǎn)品，也必將得到工業(yè)用戶的認(rèn)可。 許多新的分布式I/O系統(tǒng)采用了完全模塊化設(shè)計(jì)選型方案，因?yàn)槟K化設(shè)計(jì)能夠進(jìn)一步滿足工業(yè)用戶對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)高度柔性化的系統(tǒng)選型要求。模塊化設(shè)計(jì)也有助于滿足工業(yè)用戶對(duì)于各種類(lèi)型I/O模件的需求，因?yàn)榇蠖鄶?shù)控制系統(tǒng)都具有數(shù)字量和模擬量混合控制的要求。只有采取數(shù)字量和模擬量混合型模塊化設(shè)計(jì)方案，才能進(jìn)一步滿足這種過(guò)程控制系統(tǒng)非常柔性化的要求。 2 網(wǎng)絡(luò)連接性能 分布式I/O系統(tǒng)制造商正計(jì)劃通過(guò)提供最好的產(chǎn)品支持并滿足工業(yè)用戶的各種需求，他們?yōu)槠浞植际絀/O產(chǎn)品增加許多連通性選擇功能，且成為了他們?cè)谑袌?chǎng)上通行的商業(yè)運(yùn)作模式。一些分布式I/O系統(tǒng)制造商正在設(shè)法至少能夠支持兩種或者三種類(lèi)型以上的網(wǎng)絡(luò)連接特性選項(xiàng)。 最近，Rockwell自動(dòng)化公司已經(jīng)為其Allen-Bradley FLEX I/O系列產(chǎn)品擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)連接性能，同時(shí)增加了FLEX系列Ethernet/IP適配器1794-AENT。該適配器與DeviceNet和ControlNet采用了同樣的控制與信息傳輸協(xié)議（CIP），而且進(jìn)一步整合了Ethernet TCP/IP和CIP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)。 1794-AENT適配器能夠?yàn)楣I(yè)用戶提供巨大的使用價(jià)值，因?yàn)橹灰ㄟ^(guò)現(xiàn)有的Ethernet媒體就能夠運(yùn)行遠(yuǎn)程I/O數(shù)據(jù)信息，并具備連接到高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能力，以便處理大量的I/O數(shù)據(jù)信息，也能夠非常容易地從遠(yuǎn)程站點(diǎn)上監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和I/O設(shè)備的運(yùn)行情況。與當(dāng)前分布式I/O系統(tǒng)朝著能夠具備Web地址的性能方向發(fā)展趨勢(shì)相一致，這種新型適配器內(nèi)藏Web頁(yè)面，同時(shí)還具有I/O模件和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的診斷數(shù)據(jù)信息，以及I/O模件組態(tài)參數(shù)和TCP/IP配置參數(shù)等。這種適配器還能夠作為分布式I/O模件與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的網(wǎng)橋，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信功能度。 Phoenix Contact公司也已經(jīng)進(jìn)一步擴(kuò)展了其現(xiàn)場(chǎng)總線I/O系列產(chǎn)品，并提供了新一代FL IL 24 BK Ethernet總線終端器產(chǎn)品，該產(chǎn)品允許在線安裝系統(tǒng)（IIS）能夠利用基于Ethernet TCP/IP技術(shù)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案。整個(gè)系統(tǒng)允許不超過(guò)63個(gè)I/O模件，包括標(biāo)準(zhǔn)的模擬量和數(shù)字量I/O模件、熱電偶（T/C）和熱電阻（RTD）模件、安保型繼電器模件、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、機(jī)械裝配式I/O設(shè)備等，也能夠完全集成到Ethernet TCP/IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中去。FL IL 24 BK終端器還包括了一個(gè)Web服務(wù)器，能夠充分滿足基于Web管理對(duì)頁(yè)面的需求。 Scanimation公司是Phoenix Contact公司的一個(gè)客戶，該公司在其高速掃描系統(tǒng)中采用了帶有DeviceNet I/O BK模件的Inline型分布式I/O系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)象為木材加工制造工業(yè)的一條自動(dòng)化生產(chǎn)線。該公司的意圖希望能夠從傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)I/O布線方式改變到分布式遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)的運(yùn)行方式上，以便減少生產(chǎn)成本和增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。Phoenix Contact公司為Scanimation公司提供了一種能夠容納不同總線系統(tǒng)的分布式I/O解決方案，可以隨意選擇諸如Interbus、PROFIBUS、DeviceNet等現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。這一系統(tǒng)解決方案的確定對(duì)于該公司下一步的工作起到了非常重要的作用。 Entrelec公司最新推出了內(nèi)藏DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線模件的RIO系列化產(chǎn)品，RIO產(chǎn)品包含了一個(gè)終端模塊的基本模件和一個(gè)內(nèi)藏通信的模件。每個(gè)終端模塊包括8通道數(shù)字量輸入和8通道數(shù)字量輸出。另外的I/O還可以通過(guò)模擬量和數(shù)字量擴(kuò)展模件來(lái)完成。內(nèi)藏模件的使用允許總線系統(tǒng)不需要再連接終端模塊基本模件就能夠容易改變。 SIEMENS電力與自動(dòng)化公司的SIMATIC ET200S分布式I/O機(jī)架能夠處理不超過(guò)64個(gè)模件，包括PROFIBUS接口模件、數(shù)字量和模擬量I/O模件、用于計(jì)算和定位任務(wù)并面向過(guò)程控制的模件、以及一體化電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器。I/O模件能夠被增加到機(jī)械式終端模件，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)擾動(dòng)熱交換。 Wago公司最近已經(jīng)推出了基于Ethernet的可編程現(xiàn)場(chǎng)總線控制器（PFC）產(chǎn)品，該產(chǎn)品能夠在線支持大多數(shù)工業(yè)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，包括PROFIBUS、Interbus、DeviceNet、CANopen、Modbus和Modbus Ethernet等。該公司的傳感器I/O接口現(xiàn)在已經(jīng)超過(guò)90多種類(lèi)型，包括低和高電壓控制、模擬量、計(jì)數(shù)器、條形碼閱讀器、RFID閱讀器和編碼器等。 Wieland電氣公司為基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的ricos系列遠(yuǎn)程接口系統(tǒng)增加了一種熱電偶（T/C）模件。該模件能夠接受不超過(guò)四種類(lèi)型的J或者K分度熱電偶輸入信號(hào)，其接口直接為基于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)提供了一個(gè)面向總線型的連接器模件，該連接器能夠支持Ethernet、PROFIBUS-DP、DeviceNet、CANopen或者Interbus。該模件的一個(gè)關(guān)鍵性特點(diǎn)是具備自動(dòng)感覺(jué)功能，即能夠自動(dòng)識(shí)別所連接的熱電偶分度的類(lèi)型，免除了人為手動(dòng)設(shè)置的工作。 利用Beckhoff公司的FM3300型現(xiàn)場(chǎng)總線模件能夠?qū)?2或者32通道的熱電偶信號(hào)直接連接到一個(gè)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中去。所有必需的電氣參數(shù)被隱藏到一個(gè)符合IP65等級(jí)規(guī)范的緊湊型工業(yè)插件式連接器內(nèi)。 3 無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連通性不僅僅意味著硬件方面。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的應(yīng)用正在得到進(jìn)一步的增長(zhǎng)，因?yàn)檫@些產(chǎn)品能夠繼續(xù)增強(qiáng)系統(tǒng)的通信容量，并將為工業(yè)用戶提供更加誘人的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信解決方案，其應(yīng)用范圍逐漸涉及到各個(gè)領(lǐng)域。 OMRON公司已經(jīng)向工業(yè)用戶提供了無(wú)線DeviceNet產(chǎn)品。該產(chǎn)品能夠連接到任何兼容DeviceNet的過(guò)程控制設(shè)備，并允許相應(yīng)的子網(wǎng)可以向任何方面擴(kuò)展到500m以外。該產(chǎn)品結(jié)合了無(wú)線通信傳輸頻譜、頻率跳變和天線多樣性中三種關(guān)鍵性技術(shù)，因?yàn)闊o(wú)線通信關(guān)注的重點(diǎn)在于所傳輸信號(hào)的可靠性和正確度。借助于無(wú)線DeviceNet，一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)能夠容納32個(gè)無(wú)線主工作站，而每個(gè)主工作站還可以帶32個(gè)從工作站，對(duì)于可以建立不超過(guò)1024個(gè)子網(wǎng)的性能完全能夠滿足工業(yè)用戶的需求，其應(yīng)用領(lǐng)域包括原材料處理、傳動(dòng)系統(tǒng)、以及集裝箱生產(chǎn)線等。 4 Ethernet的選擇與應(yīng)用 在分布式I/O網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，Ethernet已經(jīng)變得愈加重要，越來(lái)越多的公司已經(jīng)決定充分利用這種發(fā)展趨勢(shì)。Automationdirect.com公司推出了Ethernet遠(yuǎn)程主控制器模件H2-ERM產(chǎn)品，該模件能夠被應(yīng)用到其D2-240和D2-250型PLC系統(tǒng)中去，連同基于Windows CE平臺(tái)的WinPLC型嵌入式CPU模件一起組成新的過(guò)程控制系統(tǒng)。通過(guò)高速Ethernet鏈路，H2-ERM模件能夠?qū)⒈镜刂鰿PU基件連接到遠(yuǎn)程從I/O控制器。每個(gè)模件能夠支持不超過(guò)16個(gè)額外的DL205基件、16個(gè)終結(jié)器I/O系統(tǒng)、4個(gè)全擴(kuò)展DL405系統(tǒng)、或者這三種類(lèi)型的任意組合型系統(tǒng)。 Linear公司最近發(fā)現(xiàn)了采用Ethernet遠(yuǎn)程I/O所帶來(lái)的好處，同時(shí)也是Automationdirect.com公司的一個(gè)長(zhǎng)期客戶。該公司利用Automationdirect.com公司的DL05、DL105和DL205系列PLC系統(tǒng)為醫(yī)藥制造設(shè)備行業(yè)提供自動(dòng)化和半自動(dòng)化人工助推器裝配生產(chǎn)線解決方案。就先前的I/O系統(tǒng)而言，該公司已經(jīng)安裝了2～3個(gè)配線安裝支架，每個(gè)安裝支架不超過(guò)37條信號(hào)電纜線。即希望利用Ethernet來(lái)改進(jìn)I/O信號(hào)的傳輸，將DL250與H2-EBC（基于Ethernet過(guò)程控制器）和T1H-EBC（終結(jié)器I/O Ethernet接口模件）結(jié)合起來(lái)，在每臺(tái)機(jī)器上，已經(jīng)戲劇性地取得了降低配線數(shù)量和設(shè)計(jì)時(shí)間的功效。因此，不再必須安裝配線安裝支架，所有I/O系統(tǒng)僅僅通過(guò)一條五類(lèi)或者超五類(lèi)雙絞線就能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的傳輸和處理。 這種簡(jiǎn)單的配線方式和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通性為OEM制造商提供了具有重要性的額外好處。Linear公司為利用基于Ethernet I/O系統(tǒng)出據(jù)了應(yīng)用報(bào)告，允許進(jìn)一步采用標(biāo)準(zhǔn)控制箱設(shè)計(jì)方案，并且還可以應(yīng)用于個(gè)別特殊機(jī)器的控制。要是在過(guò)去，該公司還不得不為多機(jī)器系統(tǒng)中的每臺(tái)機(jī)器設(shè)計(jì)特殊的控制箱。 Intelligent Instrumentation公司正在計(jì)劃將Ethernet技術(shù)應(yīng)用到其EDAS產(chǎn)品系列。該公司還推出了iFactory監(jiān)控軟件包，該軟件包通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的Web瀏覽器能夠?qū)DAS單元的數(shù)據(jù)信息發(fā)布到Internet上。 Intelligent Instrumentation公司的EDAS CE開(kāi)放型結(jié)構(gòu)體系工業(yè)分布式I/O系統(tǒng)提供了隔離數(shù)字量和模擬量I/O、10/100BaseT Ethernet、以及基于Windows CE平臺(tái)的開(kāi)發(fā)工具，其設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于分布式監(jiān)控和過(guò)程控制任務(wù)。允許可以有不超過(guò)8個(gè)I/O模件能夠被增加到其基本單元，同時(shí)提供了不超過(guò)128通道的I/O能夠滿足各種類(lèi)型的I/O需求。 Comark為工業(yè)用戶提供了ADS（增強(qiáng)型分布式系統(tǒng)），ADS是人們期待已久的一種高度柔性化過(guò)程控制系統(tǒng)。其I/O模件產(chǎn)品可以通過(guò)直接或者分布式Ethernet I/O的形式加以應(yīng)用，對(duì)于直接型I/O能夠容納不超過(guò)32768個(gè)I/O測(cè)點(diǎn)，而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)型I/O則是沒(méi)有限制的。ADS的I/O模件包括了模擬量、數(shù)字量、熱電偶、熱電阻、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和通信等類(lèi)型。 Opto 22公司已經(jīng)將開(kāi)發(fā)重點(diǎn)完全轉(zhuǎn)移到Ethernet，并取得了巨大的成功。該公司前不久才推出了SNAP系列分布式Ethernet I/O系統(tǒng)，系統(tǒng)剛推出就獲得了大量的訂單。在該系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)了為工業(yè)用戶開(kāi)發(fā)的Web頁(yè)面和系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)。 SNAP系列分布式Ethernet I/O系統(tǒng)內(nèi)藏了基于Web的人機(jī)界面，用于診斷信息顯示、組態(tài)參數(shù)配置和設(shè)備維護(hù)與故障處理信息顯示，這些信息為工業(yè)用戶提供了截然不同的好處?，F(xiàn)在，在這種分布式I/O系統(tǒng)內(nèi)，工業(yè)用戶可以通過(guò)內(nèi)藏的Web服務(wù)器來(lái)建立他們自己的Web頁(yè)面，允許他們?yōu)榉植际絀/O系統(tǒng)建立高度用戶化和特殊圖形化應(yīng)用的人機(jī)界面。 Opto 22公司推出了基于其SNAP Ethernet I/O系統(tǒng)的SNAP Ultimate I/O模件，該模件充分結(jié)合了當(dāng)前分布式現(xiàn)場(chǎng)I/O發(fā)展趨勢(shì)的一些關(guān)鍵性特點(diǎn)，以及一般情況下自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域的特性，包括本地、分布式智能控制，編程能力和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連通性等。SNAP Ultimate I/O模件合并了一個(gè)10/100M byte自適應(yīng)Ethernet接口和純粹的TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，連同同時(shí)支持多種應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，包括Modbus TCP、XML、用于網(wǎng)絡(luò)管理的SNMP、用于電子郵件傳輸?shù)腟MTP、以及該公司的開(kāi)放型IEEE 1394等協(xié)議。通過(guò)將這些數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議嵌入到相應(yīng)的控制系統(tǒng)產(chǎn)品中去，SNAP Ultimate I/O能夠直接與生產(chǎn)企業(yè)管理系統(tǒng)通信，排除了對(duì)于復(fù)雜軟件接口的要求。 Opto 22公司的ioControl軟件內(nèi)藏了SNAP Ultimate I/O模件的組態(tài)功能，該軟件是基于流程圖的控制軟件解決方案，其腳本語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具能夠應(yīng)用于象數(shù)學(xué)計(jì)算、控制回路和字符處理等復(fù)雜功能。進(jìn)一步結(jié)合SNAP Ultimate I/O的附加內(nèi)存（8Mbyte），現(xiàn)在，先前需要通過(guò)PLC、PC或者其他過(guò)程控制器完成的功能在I/O級(jí)就能夠被獨(dú)立地執(zhí)行。 Nematron 公司的一個(gè)全資子公司Optimation也正在努力將Ethernet技術(shù)熔入自己的控制系統(tǒng)產(chǎn)品中。Optimation公司正好推出了兩種新的基于Ethernet I/O模件的OptiLogic系列產(chǎn)品OL2258和OL2304。OL2258是一個(gè)具有2通道高速脈沖計(jì)數(shù)器模件，該模件包含了在板智能化處理和計(jì)算脈沖信息，它能夠應(yīng)用于諸如運(yùn)動(dòng)控制、儀器儀表和速度測(cè)量等監(jiān)控與過(guò)程控制。OL2304模件具有4通道模擬量電壓輸出，每個(gè)通道能夠被允許編程的四種電壓范圍為:0～5VDC、0～10VDC、1～5VDC和1～10VDC。該模件能夠應(yīng)用于其他模擬量和數(shù)字量模件以4或者8通道為基礎(chǔ)的任意組合。 Optimation公司所提供的OptiLogic型分布式Ethernet I/O產(chǎn)品系列已經(jīng)得到了進(jìn)一步擴(kuò)展，其擴(kuò)展包括了OL2602型雙通道RS-232C接口模件。OptiLogic提高了該公司的模擬量和數(shù)字量I/O模件的應(yīng)用范圍，也能夠與OptiLogic型RTU單元一同工作，利用10BaseT Ethernet還能夠與分布式I/O進(jìn)行通信連接。 在某示波鏡裝配廠的一條生產(chǎn)線上應(yīng)用了OptiLogic系列產(chǎn)品，其機(jī)構(gòu)緊奏，連同Ethernet的采用和串行通信能力是其關(guān)鍵性特點(diǎn)之一。該生產(chǎn)線使用了2臺(tái)PC機(jī)用于控制和28個(gè)OptiLogic遠(yuǎn)程終端單元（RTU），并采用了標(biāo)準(zhǔn)的10BaseT Ethernet接口部件。系統(tǒng)總共有825個(gè)分布式I/O測(cè)點(diǎn)，包括39個(gè)RFID讀/寫(xiě)頭和12個(gè)條形碼閱讀器，它們通過(guò)RTU連接在一起形成網(wǎng)絡(luò)?；赑C控制方案用于連接裝配線的運(yùn)行監(jiān)控，一套生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）用于跟蹤和區(qū)分每個(gè)獨(dú)立裝配線單元的執(zhí)行順序。 Sixnet公司提供了一種EtherTRAK型產(chǎn)品ET-8INS，ET-8INS是一種能夠連接熱電偶、熱電阻、電壓（mV～）和電流等輸入信號(hào)的通用輸入模件，這些信號(hào)可以直接通過(guò)Ethernet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。該模件具有高精度的16位信號(hào)輸入通道，對(duì)于降低電氣噪聲和接地信號(hào)回饋提供了真正意義上差分信號(hào)輸入特性。此外，該模件還具有線性化和熱電偶冷端補(bǔ)償功能，允許工業(yè)用戶混合輸入各種類(lèi)型的信號(hào)，每個(gè)通道的信號(hào)可以通過(guò)軟件進(jìn)行組態(tài)設(shè)置，以適應(yīng)各種各樣不同類(lèi)型的信號(hào)輸入范圍，而且通道與通道之間還是完全隔離的。 Sixnet公司為其SiteTRAK型遠(yuǎn)程終端單元提供了Ethernet連接能力。SiteTRAK具有6通道模擬量輸入和4通道數(shù)字量輸入，但通過(guò)RemoteTRAK I/O可以進(jìn)行擴(kuò)展。Sixnet公司的客戶正在將SiteTRAK系統(tǒng)應(yīng)用于電廠的監(jiān)控、化學(xué)容器罐的液位控制、以及臨界壓縮機(jī)和泵等生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視與過(guò)程控制。 不久前，Advantech自動(dòng)化公司推出了其ADAM-5000/TCP產(chǎn)品，該產(chǎn)品是一種基于Ethernet I/O的解決方案，并廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集和過(guò)程控制系統(tǒng)。ADAM-5000/TCP提供了一個(gè)10/100BaseT Ethernet自適應(yīng)通信接口，通信不超過(guò)100m。它支持Modbus TCP技術(shù)協(xié)議，并允許工業(yè)用戶通過(guò)Ethernet進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)。 來(lái)自于Schneider自動(dòng)化公司的Momentum平臺(tái)利用Ethernet作為其通信的中樞，并用于完成數(shù)據(jù)信息采集、對(duì)等通信和I/O信息采樣。在其內(nèi)部還提供了5種嵌入式Web頁(yè)面，允許利用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器就可以訪問(wèn)控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備故障診斷信息。 Automationdirect.com公司提供了基于Ethernet技術(shù)的基本控制器模件H2-EBC，該模件可以嵌入到任何DirectLOGIC 205型PLC I/O機(jī)架中的CPU插槽內(nèi)，通過(guò)一般的PC機(jī)還能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制。每個(gè)基件所提供的10BaseT Ethernet通信接口具有小于1ms的I/O刷新速率，而PC機(jī)與I/O模件之間的通信傳輸速率為10 Mbps。該公司還提供了用于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的低價(jià)格I/O部件（F2-DEVNETS）和SDS（F2-SDS-1）網(wǎng)絡(luò)連接器。所有三種網(wǎng)絡(luò)模件均可以廣泛支持該公司的DL205系列數(shù)字量和模擬量I/O信號(hào)。 National Instruments公司為其FieldPoint型智能化分布式I/O系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了一種新的高速Ethernet接口模件。該模件采用了TCP/IP兼容的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通信速率為10或者100 Mbps，利用其FP-1600模件能夠?qū)ieldPoint型I/O模件直接連接到標(biāo)準(zhǔn)的Ethernet和快速Ethernet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在每個(gè)Ethernet網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，開(kāi)發(fā)商可以利用單個(gè)網(wǎng)絡(luò)模件與不超過(guò)9個(gè)FieldPoint型I/O模件進(jìn)行接口連接。 National Instruments公司另外還推出了一種SRM6000型無(wú)線調(diào)制解調(diào)器模件，該模件采用了頻率跳變和頻譜擴(kuò)展技術(shù)，利用具有特殊特性的天線能夠傳輸數(shù)據(jù)信息不超過(guò)20英里。在許多制造業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，安裝電纜是非常昂貴的，也是存在許多問(wèn)題或者不太可能的事情。而SRM6000正好能夠克服這方面所存在的具體問(wèn)題，因?yàn)镾RM6000使用了從902～928 MHz的擴(kuò)展頻譜帶寬，工業(yè)用戶并不需要任何FCC或者DOC站點(diǎn)許可證就能夠運(yùn)行操作。除能夠作為一種遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器與FieldPoint通信以外，還能夠被組態(tài)作為一種基本單元，從現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備接收數(shù)據(jù)信息的傳輸，并直接將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)到PC機(jī)上。 Foxboro公司的I/A系列自動(dòng)化控制系統(tǒng)也已經(jīng)采用了數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。該公司最近推出了幾個(gè)增強(qiáng)型平臺(tái)，包括一種新的高性能Ethernet現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)和增強(qiáng)型現(xiàn)場(chǎng)總線I/O模件。 該Ethernet網(wǎng)絡(luò)模件的開(kāi)發(fā)為安裝于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的智能化現(xiàn)場(chǎng)總線模件與遍布整個(gè)工廠范圍內(nèi)的分散型過(guò)程控制系統(tǒng)之間提供了一種安全和低價(jià)格的數(shù)字化通信鏈路。該模件利用10 Mbps技術(shù)通過(guò)Foxboro公司原來(lái)的IEEE 1118數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)一步提高了現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的性能特性。這種總線型設(shè)計(jì)方式用于擴(kuò)展到遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，作為一條公共干線而提供服務(wù)，統(tǒng)一所有輸入和輸出現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息，而不管這些數(shù)據(jù)信息的來(lái)源或者傳輸協(xié)議。 經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)總線模件幾乎能夠與各種類(lèi)型的任何工程應(yīng)用相匹配，從基本數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的整體隔離I/O模件到通道隔離的I/O模件，以及應(yīng)用于臨界控制任務(wù)的冗余I/O模件。其設(shè)計(jì)符合Div.2，Zone 2危險(xiǎn)應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)范，還能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝于控制現(xiàn)場(chǎng)的公共接線盒內(nèi)，更加接近于現(xiàn)場(chǎng)傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 Comark公司的增強(qiáng)型分布式I/O（ADS）系統(tǒng)通過(guò)10BaseT Ethernet技術(shù)已經(jīng)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)更改。該系統(tǒng)為工業(yè)用戶提供了較寬范圍內(nèi)隔離模件的選擇機(jī)會(huì)，包括數(shù)字量、模擬量、運(yùn)動(dòng)部件、定時(shí)器和通信等模件。 5 分布式I/O連接器 對(duì)穩(wěn)固和最小配線的要求是OEM制造商和最終用戶同樣關(guān)心的性能特性之一。降低配線數(shù)量不但能夠減少初期投資，而且還能夠長(zhǎng)期提高控制設(shè)備的可靠性。一些供應(yīng)商為工業(yè)用戶提供了緊湊型連接器，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、螺線管、執(zhí)行器和其他傳感設(shè)備等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能夠獲得穩(wěn)定的配線。 Turck公司最近推出了其multibox型picofast系列4個(gè)和8個(gè)口的連接器。這種連接器的設(shè)計(jì)對(duì)于空間有限的應(yīng)用可以大大減少配線數(shù)量，諸如半導(dǎo)體裝配設(shè)備生產(chǎn)線等應(yīng)用領(lǐng)域。該連接器的額定電壓為10～48VDC，額定電流為3A/口，而且符合IEC IP67標(biāo)準(zhǔn)。連接器面板上安裝有LED指示燈，能夠不斷顯示每個(gè)口的運(yùn)行狀態(tài)。 InterlinkBT公司則將其開(kāi)發(fā)重點(diǎn)集中于高級(jí)設(shè)備級(jí)總線解決方案上。該公司為工業(yè)用戶推薦了一種小型化總線型控制站點(diǎn)和piconet網(wǎng)絡(luò)，并為小型、高科技產(chǎn)品系列和其他空間有限型應(yīng)用領(lǐng)域提供了一種現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)解決方案。IP67標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定模件的尺寸為7.0×1.2×1.1英寸，還定義了相應(yīng)的過(guò)程數(shù)字量和模擬量信號(hào)。這種產(chǎn)品能夠支持包括DeviceNet、PROFIBUS-DP、CANopen等開(kāi)放型現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對(duì)于任何I/O信號(hào)的配置，還能夠與常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)集成在一起。一個(gè)piconet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以允許最多不超過(guò)256個(gè)模件的連接，并提供了1.5 Mbps的高速傳輸速率，即1ms以內(nèi)大約能夠采集1000個(gè)I/O測(cè)點(diǎn)信號(hào)。 6 分布式I/O應(yīng)用于過(guò)程控制行業(yè) 通常，應(yīng)用于過(guò)程控制領(lǐng)域內(nèi)的分布式I/O系統(tǒng)必須能夠滿足惡劣環(huán)境和危險(xiǎn)位置等特殊要求，MTL測(cè)量與控制儀器儀表公司的產(chǎn)品就主要應(yīng)用于該領(lǐng)域。該公司的MTL8000系列分布式過(guò)程I/O系統(tǒng)包括了廣泛的I/O類(lèi)型（安全型、本質(zhì)安全型和智能設(shè)備型），提供了廣泛的總線協(xié)議、局域網(wǎng)（LAN）和現(xiàn)場(chǎng)總線選擇類(lèi)型，在大型分布式I/O系統(tǒng)中，能夠連接多個(gè)過(guò)程控制節(jié)點(diǎn)。還提供了自動(dòng)化模件地址選擇和過(guò)程控制模件的熱交換功能。 MTL公司最近與GE Fanuc公司和GE自動(dòng)化服務(wù)公司一起提供了一種混合型過(guò)程控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)利用了運(yùn)行于90-30 CPU系列之上的GE Fanuc公司的CIMPLICITY OpenProcess系統(tǒng)，連同MTL8000分布式過(guò)程I/O組成新的控制系統(tǒng)解決方案。之所以選擇MTL8000的主要原因在于GE Fanuc公司急需要本質(zhì)安全型I/O模件，并且還提供了HART連接性能。MTL8000分布式過(guò)程I/O模件采取了特殊的I/O隔離技術(shù)，能夠滿足各種對(duì)于可靠性和環(huán)境要求特別高的過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用。 MTL8000分布式過(guò)程I/O模件包括了MTL公司的總線型接口模件（BIM），該模件提供了高性能、冗余通信、MTL8512 HART連接器和基礎(chǔ)性的軟件。這種組合形式提供了HART連接的功能度，當(dāng)需要的時(shí)候還可以進(jìn)行在線維護(hù)和管理。整個(gè)系統(tǒng)通常包括了7個(gè)I/O連接機(jī)架、12個(gè)BIM模件、超過(guò)1000個(gè)I/O測(cè)點(diǎn)，能夠組成非常柔性化的過(guò)程控制系統(tǒng)應(yīng)用。 Pepperl+Fuchs公司推出了其IS-RPI（本質(zhì)安全型遠(yuǎn)程過(guò)程接口）系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要定位于要求具有本質(zhì)安全的危險(xiǎn)性應(yīng)用領(lǐng)域。系統(tǒng)所提供的總線型連接器通過(guò)PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、Modbus RTU、ControlNet或者光纖通信電纜能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制信號(hào)傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)或者PLC系統(tǒng)。 Rockwell公司也提供了FLEX Ex I/O系列本質(zhì)安全型I/O解決方案。Sensient公司最近將FLEX Ex I/O系列產(chǎn)品應(yīng)用于其酒精生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，該公司希望確保酒精生產(chǎn)和勾兌能夠達(dá)到所要求的濃度，并且在工廠內(nèi)的危險(xiǎn)領(lǐng)域還能夠保持一個(gè)安全生產(chǎn)環(huán)境。確保酒精產(chǎn)品的濃度對(duì)于Sensient公司是至關(guān)重要的，因?yàn)榫凭a(chǎn)品的濃度最終決定于發(fā)酵粉所析取香料的質(zhì)量。發(fā)酵粉在面包、啤酒和葡萄酒等食物和飲料的生產(chǎn)過(guò)程中僅僅扮演了一種臨界角色。 在該控制系統(tǒng)應(yīng)用中，F(xiàn)LEX Ex I/O模件與Allen-Bradley公司的PLC-5和SLC 500過(guò)程控制器、1771型I/O、遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)、以及RSLogix編程軟件一起混合使用。具有本質(zhì)安全特性的ControlNet網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用于個(gè)別具有危險(xiǎn)和保密性質(zhì)的領(lǐng)域作為PLC和分布式I/O系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。FLEX Ex I/O模件的應(yīng)用進(jìn)一步消除了在危險(xiǎn)應(yīng)用領(lǐng)域能夠連接現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備對(duì)終端器、IS（本質(zhì)安全）柵欄和I/O配線等信號(hào)配置柜，以及穿線管線的需求?，F(xiàn)在，F(xiàn)LEX Ex I/O模件已經(jīng)得到了UL組織的認(rèn)證，并能夠直接應(yīng)用于符合Class I, Division 1或者Zone I危險(xiǎn)領(lǐng)域內(nèi)過(guò)程控制設(shè)備的檢測(cè)與控制。這充分證明了選擇合適的分布式I/O系統(tǒng)解決方案是極其重要的。 Rockwell自動(dòng)化公司全球性合作伙伴之一的Spectrum控制系統(tǒng)公司最新提供了一種為Allen-Bradley SLC 500 PLC系統(tǒng)而設(shè)計(jì)使用的8通道模擬量輸出插卡1746sc-NO8。該插卡具有電流和電壓兩種類(lèi)型的信號(hào)輸出，模擬信號(hào)輸出分辨率能夠達(dá)到16位，工廠出廠時(shí)還為該插件提供了兩種類(lèi)型的運(yùn)行操作模式。類(lèi)型1運(yùn)行操作模式能夠提供基本的數(shù)據(jù)信息輸出，而類(lèi)型3運(yùn)行操作模式允許工業(yè)用戶自己定義工程量單位、信號(hào)輸出斜率、信號(hào)輸出鉗位值和過(guò)程報(bào)警信息。 Yokogawa公司已經(jīng)推出了新一代分布式I/O系統(tǒng)，該系統(tǒng)從設(shè)計(jì)上就考慮了信號(hào)傳輸?shù)娜嵝曰?，并降低了控制設(shè)備對(duì)于空間的要求。另外，還提供了各種功能選項(xiàng)，例如符合Class I, Div. 2和G3等級(jí)要求，通道模件能夠接受來(lái)自于過(guò)程變量的模擬量和數(shù)字量的HART協(xié)議I/O信號(hào)。 Foxboro公司新近將FOUNDATION現(xiàn)場(chǎng)總線增加到其I/A系列自動(dòng)化過(guò)程控制系統(tǒng)中，并在新的或者現(xiàn)有的過(guò)程控制系統(tǒng)項(xiàng)目中得到了很好的應(yīng)用。I/A系列H1現(xiàn)場(chǎng)總線I/O模件能夠支持不超過(guò)4個(gè)H1現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段，每個(gè)模件能夠支持不超過(guò)32個(gè)過(guò)程控制設(shè)備。借助于FOUNDATION現(xiàn)場(chǎng)總線的多節(jié)點(diǎn)特性，以及多回路現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電能力，像變送器、流量?jī)x表和閥門(mén)定位器等設(shè)備能夠通過(guò)一對(duì)單條通信電纜連接起來(lái)。由于模件在現(xiàn)場(chǎng)能夠得到可靠的運(yùn)行操作，所以操作員可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和操作，大大降低了對(duì)配線數(shù)量的需要。又由于多種現(xiàn)場(chǎng)通信協(xié)議（如:H1、HART、PROFIBUS、FoxCom、4-20mA等）在公共控制網(wǎng)絡(luò)上能夠相互適應(yīng)，因此一個(gè)H1網(wǎng)絡(luò)段能夠很容易地被增加到現(xiàn)有的I/A系列過(guò)程控制系統(tǒng)中。 在某些臨界過(guò)程控制應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ谶^(guò)程控制設(shè)備冗余性的要求是必須的，愛(ài)默生過(guò)程自動(dòng)化公司所提供的控制系統(tǒng)產(chǎn)品能夠滿足這種應(yīng)用環(huán)境的需要，在其DeltaV數(shù)字化自動(dòng)控制系統(tǒng)中為工業(yè)用戶提供了Classic和HART I/O冗余系統(tǒng)部件。整個(gè)系統(tǒng)提供了1:1的冗余度、自動(dòng)傳感器的冗余I/O和自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。如果主I/O插卡發(fā)生了任何問(wèn)題，控制系統(tǒng)自動(dòng)切換到冗余插卡上，而不需要用戶的任何干預(yù)，同時(shí)在操作員顯示面板上還將進(jìn)一步提供相應(yīng)的通告信息。系統(tǒng)能夠同時(shí)提供模擬量和數(shù)字量?jī)煞N類(lèi)型的I/O插卡，在應(yīng)用中利用了同類(lèi)型的2塊I/O插卡作為非冗余I/O，冗余特性也能夠很容易地被增加到現(xiàn)有的過(guò)程控制系統(tǒng)中。 7 正確選擇分布式I/O數(shù)量 在選擇分布式I/O的數(shù)量和類(lèi)型時(shí)靈活性對(duì)于工業(yè)用戶是非常重要的，尤其是OEM供應(yīng)商，分布式I/O系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮到能夠適應(yīng)特殊應(yīng)用的需要。在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，沒(méi)有哪一個(gè)公司能夠完全滿足這種需要，而大部分公司希望能夠進(jìn)一步縮小工業(yè)用戶在選擇其產(chǎn)品時(shí)所存在的距離。 National Instruments公司的FieldPoint 2000系列產(chǎn)品由模擬量和數(shù)字量I/O模件組成，該產(chǎn)品能夠?yàn)榉植际絀/O訪問(wèn)Ethernet、串行通信接口、FOUNDATION現(xiàn)場(chǎng)總線和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)提供了廣泛的網(wǎng)絡(luò)接口選擇。該模件提供了8個(gè)或者16個(gè)過(guò)程通道，對(duì)于小信號(hào)連接還提供了雙通道模件。所有I/O模件允許直接連接到各種傳感器，包括電壓、電流、熱電阻（RTD）、熱電偶（T/C）、繼電器和脈沖信號(hào)發(fā)生設(shè)備等。 GE Fanuc公司推出了一種VersaPoint型分布式I/O系統(tǒng)產(chǎn)品，這種產(chǎn)品為能夠應(yīng)用于分布式自動(dòng)化系統(tǒng)采取了高度小型化設(shè)計(jì)方式，雖然體積小巧，但能夠滿足各種I/O應(yīng)用的要求。該模件化系統(tǒng)允許工業(yè)用戶能夠按照1、2、4、8或者16點(diǎn)的數(shù)量來(lái)增加I/O通道。VersaPoint允許通過(guò)建立定制方式來(lái)進(jìn)一步減少I(mǎi)/O的投資費(fèi)用，并提供了接近I/O點(diǎn)的解決方案，避免了I/O測(cè)點(diǎn)的浪費(fèi)。其網(wǎng)絡(luò)連通性提供了對(duì)像DeviceNet和PROFIBUS-DP等標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)的支持。GE Fanuc公司還將為其Genius系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)和Ethernet接口部件，并支持全局性Modbus TCP和Ethernet數(shù)據(jù)信息，以及其自己的Ethernet協(xié)議。 Grayhill所提供的OpenDAC系列分布式I/O系統(tǒng)包括了一種雙通道I/O模件，能夠在較寬范圍內(nèi)提供模擬量和數(shù)字量通道信號(hào)，而且在每個(gè)系統(tǒng)機(jī)架上能夠混合使用。網(wǎng)絡(luò)接口支持Optomux、Modbus、PROFIBUS和Ethernet TCP/IP數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。每個(gè)接口能夠處理1個(gè)或者2個(gè)I/O機(jī)架，每個(gè)機(jī)架允許處理最多32個(gè)通道的I/O測(cè)點(diǎn)。 8 對(duì)OEM制造商的要求 OEM制造商總是想方設(shè)法采用各種新技術(shù)來(lái)滿足不同用戶的需求，新技術(shù)的采用可以使得工業(yè)用戶的產(chǎn)品應(yīng)該能夠更加具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，并是有利可圖的。采用模塊化設(shè)計(jì)和開(kāi)放式結(jié)構(gòu)體系的分布式I/O系統(tǒng)能夠充分面對(duì)這種市場(chǎng)應(yīng)用要求的挑戰(zhàn)。 開(kāi)放式結(jié)構(gòu)體系的過(guò)程控制系統(tǒng)能夠?yàn)镺EM制造商帶來(lái)的益處是顯而易見(jiàn)的。Entrelec公司就推出了systron RIO和systron PM兩種系列化產(chǎn)品。systron RIO是一種緊奏型可擴(kuò)展系統(tǒng)，并可以支持PROFIBUS-DP、Interbus和WorldFIP三種現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的通信。 systron PM能夠滿足必須采用不同現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議或者串行通信協(xié)議的工程應(yīng)用對(duì)象的要求，并提供了可以擴(kuò)展I/O類(lèi)型的選擇和本地智能化功能特性。systron PM能夠支持6種總線型通信協(xié)議，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以從眾多的數(shù)字量、模擬量、計(jì)數(shù)器、閥門(mén)定位器和運(yùn)動(dòng)電機(jī)控制器等中選擇所需要的各種類(lèi)型的I/O模件。 InterlinkBT公司已經(jīng)推出了其Tile型分布式I/O系統(tǒng)，其開(kāi)放式設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案允許系統(tǒng)集成和OEM代理，而且能夠非常容易地將現(xiàn)有的非現(xiàn)場(chǎng)總線控制升級(jí)到控制設(shè)備級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它能夠與限位開(kāi)關(guān)、按鈕、信號(hào)指示燈、電流接觸器線圈和螺線管等一起使用。DeviceNet Tile型I/O模件也是比較豐富的，包括可選擇的4通道模擬量輸入和4通道模擬量輸出模件。 9 柔性系統(tǒng) Rockwell自動(dòng)化公司在設(shè)計(jì)時(shí)將其新的Allen-Bradley POINT I/O解決方案直接聚焦于系統(tǒng)的柔性化特性上。Allen-Bradley POINT I/O是一種高度柔性化I/O系統(tǒng)解決方案，對(duì)于工程應(yīng)用方面，允許工業(yè)用戶指定選擇符合實(shí)際需要和正確數(shù)量的I/O模件。該公司已經(jīng)體驗(yàn)了Allen-Bradley FLEX I/O為其所帶來(lái)的巨大市場(chǎng)效應(yīng)，除這種模件本身所具有的小型化和巧結(jié)構(gòu)以外，Allen-Bradley FLEX I/O的模塊化和靈活化特性也為工業(yè)用戶帶來(lái)了極大的方便。 Allen-Bradley POINT I/O由終端基件、I/O模件和網(wǎng)絡(luò)適配器組成，全部采用了DIN導(dǎo)軌安裝方式。其設(shè)計(jì)原則就是在最小的空間內(nèi)能夠最大限度地混合安裝模擬量和數(shù)字量I/O類(lèi)型的模件。Allen-Bradley POINT I/O依靠DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信連接，允許在通電情況下對(duì)I/O模件進(jìn)行拆卸，因此安裝和維護(hù)都十分方便。 另外采取了柔性化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是Fisher-Rosemount公司的DeltaV型Classic I/O模件，這種模件化設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的安裝非常靠近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。這種設(shè)計(jì)方式提供了一些關(guān)鍵性功能特性，其模塊性使得工業(yè)用戶能夠真正購(gòu)買(mǎi)到他們所需要的I/O模件數(shù)量;其保護(hù)性安全栓確保所連接的I/O插卡始終能夠安裝在正確的位置;其即插即用功能為模件的熱插拔和自動(dòng)配置提供了方便。 Fisher-Rosemount公司最近增加了兩種令人關(guān)注的Classic I/O，即H1智能化傳輸器和Classic I/O冗余模件。H1智能化傳輸器允許工業(yè)用戶連接現(xiàn)場(chǎng)安裝的數(shù)字量I/O信號(hào)到現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)段，這樣可以大大降低對(duì)配線的要求。借助于Classic I/O冗余模件，當(dāng)主I/O插卡出現(xiàn)故障時(shí)，不需要用戶的任何干預(yù)控制系統(tǒng)就能夠自動(dòng)切換到備用插卡上?，F(xiàn)在所提供的過(guò)程控制系統(tǒng)已經(jīng)能夠完全具備這樣的功能特性。 GE Fanuc公司去年才推出的VersaMax系統(tǒng)已經(jīng)擴(kuò)展了包括34種不同模擬量和數(shù)字量I/O模件。該系統(tǒng)支持DeviceNet、PROFIBUS-DP和Genius網(wǎng)絡(luò)，可以被應(yīng)用作為具有宿主的I/O系統(tǒng)，還可以作為獨(dú)立PLC系統(tǒng)，或者作為不超過(guò)256個(gè)I/O測(cè)點(diǎn)的分散型控制系統(tǒng)。 10 增強(qiáng)運(yùn)行性能的診斷 來(lái)自于現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的診斷信息對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)高性能生產(chǎn)有著極其重要的意義，而分布式I/O系統(tǒng)也不例外。診斷信息完整的自監(jiān)控系統(tǒng)能夠有助于大大減少生產(chǎn)設(shè)備昂貴的停工時(shí)間。 Wieland電氣公司的RICOS（遠(yuǎn)程接口通信系統(tǒng)）在局部提供了自診斷功能。RICOS表現(xiàn)出了兩個(gè)顯著的功能特性，即自診斷系統(tǒng)和相應(yīng)的信息顯示面板選項(xiàng)。自診斷模件依賴(lài)于過(guò)程控制器，通過(guò)為本地I/O的分散測(cè)點(diǎn)提供相應(yīng)的控制應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)其二選一的診斷功能。一旦RICOS被連接到現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)用戶能夠在基本單元內(nèi)進(jìn)一步模擬輸入和輸出信號(hào)的狀態(tài)。 Wieland電氣公司最近已經(jīng)提升了RICOS的功能特性，另外還增加了4種新產(chǎn)品:一種與CANopen兼容的總線型耦合器、一種與CANopen兼容的緊奏型機(jī)架、一種Pt-100型熱電阻（RTD）模件和一種計(jì)數(shù)器模件。此外RICOS還具有低價(jià)格的I/O測(cè)點(diǎn)和高密度I/O等特點(diǎn)。 西門(mén)子能源與自動(dòng)化公司提供了兩種版本的SIMATIC ET 200S型分布式I/O系統(tǒng)，一種是標(biāo)準(zhǔn)版本，另一種是帶有高級(jí)診斷信息的版本。SIMATIC ET 200S是一種與PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線兼容的完全模塊化系統(tǒng)，并提供了2和4通道數(shù)字量和2通道模擬量信號(hào)能力。 西門(mén)子公司還提供了一些新的I/O模件產(chǎn)品，一種是4通道24VDC電壓信號(hào)輸入模件、一種是4通道0.5A電流輸出模件、另一種是4通道2A電流輸出模件，這三種模件均是標(biāo)準(zhǔn)版本的。而2通道24VDC電壓信號(hào)輸入模件有標(biāo)準(zhǔn)版本和帶診斷信息版本兩種類(lèi)型。標(biāo)準(zhǔn)版本相對(duì)于帶診斷信息版本具有更低的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。帶診斷信息版本提供了具有參數(shù)化延時(shí)特性的輸入信號(hào)濾波、電氣短路保護(hù)、電源供給診斷信息發(fā)送、以及成組信號(hào)錯(cuò)誤LED顯示等功能特性。 ET200S可以被組態(tài)成能夠滿足大多數(shù)要求的工作站站點(diǎn)，其總的I/O通道容量不能超過(guò)64點(diǎn)的數(shù)字量或者模擬量模件的混合體。由于一個(gè)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)上從工作站的最大數(shù)據(jù)信息傳輸速率為12Mbps。系統(tǒng)能夠允許I/O模件可以進(jìn)行熱替換，而不需要中斷系統(tǒng)的運(yùn)行操作或者重新對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配線工作。 VMIC公司的IOMax是一種柔性化分布式I/O系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以作為I/O使用，還可以作為不超過(guò)256個(gè)I/O測(cè)點(diǎn)的分散型控制系統(tǒng)。多種數(shù)字量和模擬量通道模件可供選擇使用，還包括一種高速計(jì)數(shù)器和PWM接口模件。對(duì)于單個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，多種通道模件可以從8到32測(cè)點(diǎn)的I/O密度進(jìn)行混合使用。 IOMax提供了自動(dòng)尋址運(yùn)行方式，免除了使用過(guò)程中需要組態(tài)的工作。IOMax通過(guò)DeviceNet、PROFIBUS-DP、IONet或者M(jìn)odbus （RS-232/RS-485）協(xié)議能夠與宿主工作站進(jìn)行通信連接。IOMax在熱插拔過(guò)程中并不需要特殊的專(zhuān)用工具。所診斷的內(nèi)容包括測(cè)點(diǎn)一級(jí)的電氣短路線圈缺省指示器與自動(dòng)復(fù)位，現(xiàn)場(chǎng)供電LED指示，底板供電LED指示，每個(gè)I/O模件的供電能力指示。 Weidmuller公司推出了一種網(wǎng)絡(luò)診斷監(jiān)控軟件包DIAmon，該軟件包能夠支持DeviceNet和CANopen控制網(wǎng)絡(luò)，此外還能夠支持PROFIBUS-DP。該公司即將推出的WINbloc型分布式I/O系統(tǒng)也能夠進(jìn)一步支持這三種控制網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和操作。利用DIAmon軟件包，工業(yè)用戶可以直接訪問(wèn)所連接的工作站，能夠讀取輸入信號(hào)，能夠設(shè)置輸出信號(hào)，還能夠組態(tài)工作站站點(diǎn)（僅針對(duì)PROFIBUS控制網(wǎng)絡(luò)），以及記錄輸入數(shù)據(jù)信息。 Weidmuller公司還為其WINbloc系列產(chǎn)品推出了一種XI/ON型新一代I/O產(chǎn)品。系統(tǒng)為不同的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議能夠使用同樣的I/O模件和熱交換能力提供了一種網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。 Hirschmann公司已經(jīng)推出了一種冗余管理器RM-1，RM-1具有完善的系統(tǒng)診斷功能，在冗余Ethernet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，它能夠在300ms以內(nèi)探測(cè)出發(fā)生故障的網(wǎng)絡(luò)，并在同樣的時(shí)間內(nèi)還能夠旁路掉出現(xiàn)故障的網(wǎng)絡(luò)。RM-1為操作站的連接提供了8口10BaseT接口，另外還為100Mbits/sEthernet接口模件或者光纖連接提供了2個(gè)自由式安裝插槽。 11 其他 Grayhill公司的OpenDAC系列過(guò)程控制器和I/O機(jī)架等產(chǎn)品能夠支持個(gè)別關(guān)鍵性網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。OpenDAC能夠支持PROFIBUS-DP、Modbus RTU、Modbus ASCII、DeviceNet、Optomux和Ethernet等網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。OpenDAC系列分布式I/O系統(tǒng)主要面向于低價(jià)格遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和控制應(yīng)用領(lǐng)域，還能夠獨(dú)立地與工業(yè)PC、PLC、DCS或者OpenLine型過(guò)程控制器一起應(yīng)用作為一個(gè)具有宿主的過(guò)程控制系統(tǒng)。 Wago公司的新一代752系列模塊化分布式I/O系統(tǒng)也支持許多網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，包括DeviceNet、PROFIBUS和Interbus等，其設(shè)計(jì)原則僅僅主要面向數(shù)字量輸入和輸出的需要，同時(shí)也能夠與其WAGO-I/O-SYSTEM兼容，并提供了32通道數(shù)字量輸入或者32通道數(shù)字量輸出信號(hào)。 Action Instruments公司所提供的AIOS 2500型產(chǎn)品是一種基于獨(dú)立控制器的分布式I/O系統(tǒng)解決方案，通過(guò)Modbus RTU或者PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議能夠直接與宿主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信連接。AIOS 2500為報(bào)警信息的定義和復(fù)雜計(jì)算執(zhí)行提供了相應(yīng)的遠(yuǎn)程I/O處理器性能。 為了滿足工業(yè)用戶對(duì)分布式I/O系統(tǒng)需求的增長(zhǎng)，Phoenix Contact公司已經(jīng)為數(shù)字量和模擬量傳感器的配線推出了改進(jìn)型的I/O模件，該模件能夠?qū)⑾鄳?yīng)的數(shù)字量和模擬量信號(hào)直接連接到Interbus網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。Interbus現(xiàn)場(chǎng)總線Loop2型模件利用電源供電配線將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳送到現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備中。升級(jí)以后的單元使得現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備之間的距離從10m到20m能夠得到成倍的增長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)擴(kuò)展以后的Loop2模件最大能夠傳輸200m的距離。 Omron公司推出了新一代多功能分布式I/O系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使得現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備能夠直接連接到一個(gè)DeviceNet網(wǎng)絡(luò)主工作站，所以工業(yè)用戶可以進(jìn)一步連接和擴(kuò)展他們自己的DeviceNet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)能夠容納不超過(guò)8個(gè)分布式I/O模件，對(duì)于一個(gè)單節(jié)點(diǎn)地址工作站可以組態(tài)不超過(guò)512個(gè)本地I/O測(cè)點(diǎn)。所提供的柔性化系統(tǒng)解決方案允許工業(yè)用戶從8通道、16通道到32通道測(cè)點(diǎn)的密度選擇符合NPN和PNP兩種類(lèi)型的I/O模件。 Spectrum Controls公司提供了一種8通道通用模擬量輸入模件1746sc-NI8u，該模件主要為Allen-Bradley公司的1746型PLC的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，并提供了廣泛的模擬量輸入信號(hào)選擇類(lèi)型，包括熱電阻（RTD）、熱電偶（T/C）、電流或者電壓輸入信號(hào)類(lèi)型等。 Pepperl+Fuchs公司已經(jīng)推出了緊奏型分布式AS-Interface I/O模件，在現(xiàn)場(chǎng)安裝應(yīng)用方面符合IP67規(guī)范。這種模件有4通道輸入、4通道輸出、2通道輸入/輸出和4通道輸入/輸出等類(lèi)型可供選擇。另外I/O模件、電源供給和AS-i現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接可以任意快速進(jìn)行拆分。 12 結(jié)束語(yǔ) 從以上的分析和論述中我們可以感覺(jué)到分布式I/O系統(tǒng)的最新發(fā)展趨勢(shì)，即朝著高度柔性化、強(qiáng)自診斷能力、機(jī)械安裝本地智能化和流暢的網(wǎng)絡(luò)連通性等方向發(fā)展的趨勢(shì)。