過程工業(yè)自動化中的以太網(wǎng)技術

工業(yè)以太網(wǎng)在工廠自動化領域知名已久，并且應用也相當廣泛。然而，過程自動化工業(yè)有其特殊要求，尤其是部分過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。過程自動化行業(yè)的特殊性要求包括本質(zhì)安全、在線配置、冗余設計（實現(xiàn)最大可用性）以及長電纜（工業(yè)以太網(wǎng)電纜長度限制為100 m）。在描述過程自動化行業(yè)的以太網(wǎng)技術時，區(qū)分其在不同分區(qū)的可用性非常重要。

危險2區(qū)中的Excom

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

危險1區(qū)中的以太網(wǎng)技術

從技術層面上來說，在危險1區(qū)中使用以太網(wǎng)的難度更大。對于相互連接的設備，必須確保其總功率在一定范圍內(nèi)。如今，許多的自動化企業(yè)的都希望能克服這些障礙并開發(fā)兩線制的本安型以太網(wǎng)標準。通信和電源采用同一線路。未來標準通常指高級物理層（APL）。然而，這些開發(fā)成果目前尚不適合在危險1區(qū)中進行廣泛工業(yè)應用（截至2020年3月）。未來，APL應能實現(xiàn)以太網(wǎng)與現(xiàn)場設備的連接。然而，出于成本原因，即使在APL已經(jīng)建立時，經(jīng)典的4到20 mA技術和現(xiàn)場總線系統(tǒng)仍將繼續(xù)共存。

防爆區(qū)域的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線協(xié)議通信

圖爾克的GEN-3G excom網(wǎng)關將來自0區(qū)的信號以高數(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，為流程工業(yè)開啟了數(shù)字化和工業(yè)4.0的新篇章。所有過程數(shù)據(jù)現(xiàn)在都可以通過并行數(shù)據(jù)通道高速傳輸?shù)?/span>IT系統(tǒng)，以進行分析和評估，這是更快速簡單的實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)視和預測性維護的一種方式。新型GEN-3G多協(xié)議網(wǎng)關支持Profinet，Ethernet/ IP以及Modbus TCP三種高速以太網(wǎng)通訊。

網(wǎng)關集成了交換機功能，可以實現(xiàn)線性拓撲以及環(huán)網(wǎng)通訊。除了電源和網(wǎng)關的硬件冗余外，excom還支持S2冗余模式，在最大程度上確保了可用性。Excom除了提供標準的以太網(wǎng)冗余方案外，還可以為非標準協(xié)議提供特殊的解決方案。

無論是將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，這無疑減少了大量的培訓工作，并確保專業(yè)人員在不同工廠區(qū)域中靈活使用。圖爾克的Cloud組件和邊緣設備（例如TX700）是調(diào)用和路由并行過程數(shù)據(jù)的理想解決方案，為工業(yè)應用量身定制的圖形用戶界面簡化了相關信息的選擇。分析系統(tǒng)可以托管在圖爾克云或其他供應商提供的云方案中，也可以托管在本地網(wǎng)絡中，支持圖爾克的加密Kolibri云協(xié)議、MQTT以及OPC UA等協(xié)議。