2020年中國國際工業(yè)博覽會(huì )上，和利時(shí)正式發(fā)布光纖總線(xiàn)多功能I/O系統，以其成本低、可靠性高、智能化、易于維護、設計優(yōu)良等特點(diǎn)，吸引了眾多專(zhuān)業(yè)觀(guān)眾的重點(diǎn)關(guān)注。 

K-VIO01

作為和利時(shí)最新研發(fā)的新一代用于工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)的信號采集及傳輸系統，和利時(shí)光纖總線(xiàn)多功能I/O系統性能達到先進(jìn)水平，將儀表系統建設總成本節省30%，項目實(shí)施工期縮減40%。目前已通過(guò)國際電工委員會(huì )IECEX，歐洲委員會(huì )ATEX，及國標GBEX防爆認證，獲得CE認證與G3防腐認證。 

研發(fā)背景： 

當前石化工廠(chǎng)信號傳輸系統傳輸的信號以模擬電壓、電流和開(kāi)關(guān)（通斷）信號硬接線(xiàn)方式為主，雖然有著(zhù)簡(jiǎn)單可靠、調試方便等優(yōu)點(diǎn)，但隨著(zhù)工廠(chǎng)規模的擴大，信號傳輸效率低、大量數模轉換卡件（I/O卡）占用機柜室空間大的缺點(diǎn)愈發(fā)突出。 

在某煤制油項目中，有超過(guò)10萬(wàn)個(gè)儀表點(diǎn)，安裝了超過(guò)1萬(wàn)公里的信號電纜，機柜室安裝了超過(guò)300面機柜。信號電纜的價(jià)格、機柜室的建造價(jià)格均遠超控制系統本身的價(jià)格。 

針對此問(wèn)題，和利時(shí)推出了基于無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò )的現場(chǎng)多功能I/O產(chǎn)品——K-VIO01，將支持多種信號的I/O模塊放置在設備處，直接將現場(chǎng)模擬信號轉換為數字量信號，并通過(guò)無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò )將數字信號傳回布置在機柜室的主控制器。此方案可大幅降低大型化工項目實(shí)施過(guò)程中的電纜使用量及機柜間建設面積，提升信號傳輸可靠性。 

K-網(wǎng)絡(luò )拓撲 

核心功能： 

• 多功能集成，任意通道均支持AI、AO、DI、DO、PI、SOE信號。 

• 產(chǎn)品支持1類(lèi)2區防爆，補充認證標識號。 

• 支持-40~85℃寬溫使用，滿(mǎn)足南方與北方露天高可靠應用。 

• 高可靠性設計，可防220VAC強電接。

• 通過(guò)EMC 3級認證，A判據。 

• 配備IP66機箱，可在臺風(fēng)、潮濕、梅雨等惡劣氣候下可靠工作 

• 每通道獨立HART Modem。 

• 支持AI、AO、DI、DO四合一安全柵與模塊一體化集成。

• 支持通信模塊壽命預測，機箱環(huán)境智能檢測，支持溫度、濕度異常預警，機箱環(huán)境數據可用于大數據環(huán)境監測。 

優(yōu)勢特色： 

1.低成本：將儀表信號傳輸由硬接線(xiàn)改為了無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò )，從一個(gè)儀表信號需要2根銅電纜，改為256個(gè)儀表信號僅需2根冗余光纖進(jìn)行傳輸，電纜鋪設成本降低到原來(lái)的千分之一。同時(shí)由于將I/O模塊前置，中控室機柜間只需要布置控制器模塊即可，可將機柜間面積減少到原來(lái)的十分之一，極大的降低了大型化工項目的總體建設成本。 

2.高可靠：硬接線(xiàn)采用4-20mA電流信號或24V電壓信號，傳輸過(guò)程中易受到大型電氣設備、雷電等引起的電磁干擾，且信號傳遞線(xiàn)路不冗余。和利時(shí)光纖總線(xiàn)多功能I/O采用冗余無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò )傳輸信號，不會(huì )受到電磁干擾影響，且通過(guò)冗余設計，提高了現場(chǎng)信號傳遞線(xiàn)路的可靠性。 

3.易維護: 和利時(shí)光纖總線(xiàn)多功能I/O系統從根本上規避了現場(chǎng)總線(xiàn)儀表維護困難的問(wèn)題：由于多功能I/O模塊僅唯一型號，并屬于I/O模塊與主控制器間內部通信，從根本上解決了不同廠(chǎng)家儀表與控制系統間兼容性差、通信易中斷等問(wèn)題，且其可維護性可以與傳統硬接線(xiàn)方案保持一致。 

4.智能化：光纖總線(xiàn)多功能I/O模塊每個(gè)通道內置HART模塊，可以每100ms為周期快速與支持HART儀表進(jìn)行周期或非周期通信。 

5.支持防爆：光纖總線(xiàn)多功能I/O產(chǎn)品本體支持N型防爆,可布置在1類(lèi)2區危險環(huán)境，并采集1類(lèi)2區內儀表信號，通過(guò)與安全柵配合使用，可采集1類(lèi)1區、1類(lèi)0區儀表信號。 

6.縮減工期：在工程設計時(shí)可縮減I/O機柜硬件設計環(huán)節，直接根據工程項目?jì)x表點(diǎn)數，選用相應數量的多功能I/O即可，使軟件邏輯設計與硬件設計可以并行工作，縮減整個(gè)工程項目的設計工期。 

7.優(yōu)良的設計：光纖總線(xiàn)多功能I/O還具備強抗干擾能力，G3防腐蝕能力，-40~85℃寬溫適應能力，IP66防護等級（可在臺風(fēng)天氣避免進(jìn)水），并自帶溫濕度監測，可解決用戶(hù)對于將I/O模塊放置在戶(hù)外的后顧之憂(yōu)。 

光纖總線(xiàn)多功能I/O系統的應用可極大地提升工控系統的設計及施工效率，大幅降低用戶(hù)的建設成本及建設工期，且易于維護?；谏鲜鰞?yōu)勢特色，本系統未來(lái)潛在市場(chǎng)將達到百億，可為大型石化、油氣管線(xiàn)、海上采油平臺等場(chǎng)合提供更可靠、先進(jìn)、易用的工業(yè)現場(chǎng)服務(wù)，為用戶(hù)降本增效，為我國工業(yè)安全、綠色、高效發(fā)展提供技術(shù)支持。