用于工業(yè)以太網(wǎng)的標準化I/O系統

　　工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢是不能被忽視的，它的目標是把機器和系統全部集成到一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，以便能方便和輕松地通過(guò)整個(gè)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行各種功能的執行。一個(gè)擁有IP20和IP67保護等級，帶有無(wú)線(xiàn)功能的標準I/O系統可以提供重要的有利條件去實(shí)現這個(gè)目標。

　　數據通訊技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為現代社會(huì )各種領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。 它可以提供即時(shí)傳送所有需要的信息和數據到達地球上的任何地方。目前。數據傳輸通常用以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現。主要是由于以太網(wǎng)的簡(jiǎn)易性和普遍的適用性。

　　在迅速地涌現在IT和辦公室部門(mén)后，以太網(wǎng)技術(shù)現在已經(jīng)在過(guò)程制造領(lǐng)域展開(kāi)應用。這背后的驅動(dòng)力來(lái)自一種適合所有生產(chǎn)層次的通用通訊解決方案的建立。這也意味著(zhù)生產(chǎn)制造和過(guò)程中的數據不再限制在現場(chǎng)層，而可以達到所有層次。另一個(gè)好處是可以通過(guò)FTP和TCP/IP的幫助，直接從辦公室裝載更新到控制系統中去。

　　以太網(wǎng)技術(shù)不僅僅在控制系統中出現，而且可以向下到最低的設備層，I/O系統。工業(yè)以太網(wǎng)使用成熟的Modbus/TCP,Profinet和Ethernet/IP協(xié)議。由于設備和系統越來(lái)越復雜，更多苛刻的保護等級被要求在I/O系統中。為了滿(mǎn)足這些需求，不同的I/0器件必須到達最優(yōu)化的相互和諧。

　　控制柜內的靈活性

　　大部分的I/O模塊是安裝在控制柜或接線(xiàn)盒內，以提供IP20的保護等級。這種解決方案是選擇一種可以根據功能和擴展性的需要進(jìn)行配置的模塊化系統。柜內安裝的模塊，使用一個(gè)總線(xiàn)耦合器去連接到相應的網(wǎng)絡(luò )并提供其模塊功能。

　　對于工業(yè)以太網(wǎng)，總線(xiàn)耦合器可用于不同的協(xié)議如:Modbus/TCP,Profinet或Ethernet/IP。對于IP20的設備，是通過(guò)預制的RJ45接口連接到網(wǎng)絡(luò )中去?？偩€(xiàn)耦合器內置的交換機提供顯著(zhù)的優(yōu)勢：當連接到不同的I/O站時(shí)，不需要額外的以太網(wǎng)器件，就可以快速容易地建立起流行的基于現場(chǎng)總線(xiàn)的線(xiàn)型結構。這樣就節約了原料成本和安裝時(shí)間。

　　I/O站可以直接通過(guò)總線(xiàn)耦合器的主頁(yè)去配置，這個(gè)主頁(yè)可以通過(guò)使用標準的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器（基于網(wǎng)頁(yè)的管理）去訪(fǎng)問(wèn)，或者輕松地通過(guò)配置軟件的幫助去實(shí)現。標準的以太網(wǎng)功能如SNMP，BootP或http都可以支持。

　　堅固的現場(chǎng)I/O產(chǎn)品

　　除了IP20防護等級的I/O器件之外，某些場(chǎng)合還需要特別的IP67裝置。對于這種需求，Fieldline系列產(chǎn)品可以采集數字量或模擬量信號到系統，并且具有IP67的防護等級。全面的I/O模塊型號可以提供各種數字量和模擬量輸入輸出的功能。Fieldline I/O模塊化系統的結構特征意味著(zhù)每個(gè)站點(diǎn)由一個(gè)以太網(wǎng)總線(xiàn)耦合器和相應的I/O模塊組成,I/O模塊的本地總線(xiàn)通過(guò)耦合器連接到以太網(wǎng)中。所有的診斷信息，如短路或過(guò)載，通過(guò)總線(xiàn)耦合器向上傳遞到以太網(wǎng)絡(luò )中。這樣可以做到I/O系統的精確診斷，極大地有助于減少系統宕機時(shí)間。

　　為了使設備啟動(dòng)和維修的安裝時(shí)間最小，傳感器和執行器使用M12圓形插頭進(jìn)行連接，這種連接器采用了菲尼克斯電氣的Speedcon快速鎖緊技術(shù)。對于某些對安裝空間有苛刻限制的應用，Fieldline的M8模塊化產(chǎn)品就可以展示全面的才能。它的寬度不到30毫米，可以安裝在沒(méi)有多余突出體的標準斷面上。如果需要在Inline IP20防護等級的子站附近使用幾個(gè)IP67的I/O模塊，則可以使用一種特別的分支模塊去連接Fieldline M12和M8模塊。這樣就不必使用額外的以太網(wǎng)總線(xiàn)耦合器去連接IP67模塊，因為它本身已經(jīng)集成到IP20總線(xiàn)耦合器后面的本地總線(xiàn)系統中去了。

　　無(wú)處不在的無(wú)線(xiàn)

　　信息化時(shí)代里快速和不斷的變化預示我們需要更短的生產(chǎn)和研發(fā)周期，我們必須去適應一種比以往任何時(shí)候都快速變革的形勢，當以太網(wǎng)和因特網(wǎng)需要數十年去建立自己成為主流技術(shù)時(shí)，快速增長(cháng)的信息需求已經(jīng)在幾年內使無(wú)線(xiàn)技術(shù)成為我們生活中固定的一部分。在當今不斷變革的時(shí)代，這幾乎是不可避免的。提供靈活性、機動(dòng)性和速度是所有成功的關(guān)鍵。
菲尼克斯電氣的無(wú)線(xiàn)I/O系統可以滿(mǎn)足以上這些要求。例如，它可以臨時(shí)性集成到I/O系統中，作為信息交換的工具，或者取代滑動(dòng)環(huán)和拉鏈。無(wú)線(xiàn)I/O模塊可以提供IP20和IP67防護等級，使用標準的藍牙無(wú)線(xiàn)技術(shù)實(shí)現穩定的數字量和模擬量信號到基站的傳輸。它不僅可以接受過(guò)程數據，而且可以傳輸I/O模塊的狀態(tài)和無(wú)線(xiàn)連接質(zhì)量和條件的診斷信息。所有診斷數據也可以經(jīng)由以太網(wǎng)中的總線(xiàn)耦合器傳輸。

　　項目規劃的簡(jiǎn)單化

　　許多應用都需要I/O裝置提供IP20和IP67的防護等級。同樣地，在移動(dòng)場(chǎng)合或者難以連線(xiàn)的系統部件中，集成無(wú)線(xiàn)功能的I/O模塊體現了強大的優(yōu)勢。這里的關(guān)鍵問(wèn)題在于，這些有著(zhù)特殊功能的不同系統，如何保證沒(méi)有任何問(wèn)題的相互工作？可以這樣來(lái)解決，舉個(gè)例子，通過(guò)把模塊的安裝、保護和編程的設計進(jìn)行標準化解決這個(gè)問(wèn)題。
　
　　機器和系統的創(chuàng )建或擴展由一個(gè)廣泛包括從控制柜到現場(chǎng)和所有無(wú)線(xiàn)功能通道的簡(jiǎn)單化網(wǎng)絡(luò )實(shí)現.這樣做的結果是不再需要控制和管理不同的系統,節省了培訓時(shí)間,并提供了一種統一的系統方式,使得保養和維修工作更加容易.

　　補充條文

　　無(wú)線(xiàn)I/O的信號傳輸

　　無(wú)線(xiàn)I/O系統被設計成過(guò)程和控制信號在移動(dòng)或旋轉設備之間的不被干擾的傳輸。它取代的是滑環(huán)、高柔性電纜或拖鏈。因此，無(wú)線(xiàn)在相當程度上減小了安裝和維護工作，同時(shí)也降低了原料成本。Fieldline基站模塊可以連接幾個(gè)分布在現場(chǎng)的無(wú)線(xiàn)I/O模塊。無(wú)論是Inline一體化I/O模塊（IP20）還是Fieldline模塊（IP67）都可以提供無(wú)線(xiàn)模塊?；咀詣?dòng)地控制無(wú)線(xiàn)I/O模塊之間的通訊，以一種非隨機的方式循環(huán)地傳輸高時(shí)效性的控制信號。Fieldline基站模塊可以使用相應的總線(xiàn)耦合器集成到所有標準的現場(chǎng)總線(xiàn)中去。