用于工業(yè)以太網(wǎng)的標準化I/O系統(tǒng)

　　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(tǒng)全部集成到一個網(wǎng)絡，以便能方便和輕松地通過整個網(wǎng)絡進行各種功能的執(zhí)行。一個擁有IP20和IP67保護等級，帶有無線功能的標準I/O系統(tǒng)可以提供重要的有利條件去實現(xiàn)這個目標。

　　數(shù)據(jù)通訊技術已經(jīng)發(fā)展成為現(xiàn)代社會各種領域的關鍵技術。 它可以提供即時傳送所有需要的信息和數(shù)據(jù)到達地球上的任何地方。目前。數(shù)據(jù)傳輸通常用以太網(wǎng)技術實現(xiàn)。主要是由于以太網(wǎng)的簡易性和普遍的適用性。

　　在迅速地涌現(xiàn)在IT和辦公室部門后，以太網(wǎng)技術現(xiàn)在已經(jīng)在過程制造領域展開應用。這背后的驅(qū)動力來自一種適合所有生產(chǎn)層次的通用通訊解決方案的建立。這也意味著生產(chǎn)制造和過程中的數(shù)據(jù)不再限制在現(xiàn)場層，而可以達到所有層次。另一個好處是可以通過FTP和TCP/IP的幫助，直接從辦公室裝載更新到控制系統(tǒng)中去。

　　以太網(wǎng)技術不僅僅在控制系統(tǒng)中出現(xiàn)，而且可以向下到最低的設備層，I/O系統(tǒng)。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(tǒng)越來越復雜，更多苛刻的保護等級被要求在I/O系統(tǒng)中。為了滿足這些需求，不同的I/0器件必須到達最優(yōu)化的相互和諧。

　　控制柜內(nèi)的靈活性

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

　　對于工業(yè)以太網(wǎng)，總線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，是通過預制的RJ45接口連接到網(wǎng)絡中去。總線耦合器內(nèi)置的交換機提供顯著的優(yōu)勢：當連接到不同的I/O站時，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(xiàn)場總線的線型結構。這樣就節(jié)約了原料成本和安裝時間。

　　I/O站可以直接通過總線耦合器的主頁去配置，這個主頁可以通過使用標準的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器（基于網(wǎng)頁的管理）去訪問，或者輕松地通過配置軟件的幫助去實現(xiàn)。標準的以太網(wǎng)功能如SNMP，BootP或http都可以支持。

　　堅固的現(xiàn)場I/O產(chǎn)品

　　除了IP20防護等級的I/O器件之外，某些場合還需要特別的IP67裝置。對于這種需求，F(xiàn)ieldline系列產(chǎn)品可以采集數(shù)字量或模擬量信號到系統(tǒng)，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(shù)字量和模擬量輸入輸出的功能。Fieldline I/O模塊化系統(tǒng)的結構特征意味著每個站點由一個以太網(wǎng)總線耦合器和相應的I/O模塊組成,I/O模塊的本地總線通過耦合器連接到以太網(wǎng)中。所有的診斷信息，如短路或過載，通過總線耦合器向上傳遞到以太網(wǎng)絡中。這樣可以做到I/O系統(tǒng)的精確診斷，極大地有助于減少系統(tǒng)宕機時間。

　　為了使設備啟動和維修的安裝時間最小，傳感器和執(zhí)行器使用M12圓形插頭進行連接，這種連接器采用了菲尼克斯電氣的Speedcon快速鎖緊技術。對于某些對安裝空間有苛刻限制的應用，F(xiàn)ieldline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)總線耦合器去連接IP67模塊，因為它本身已經(jīng)集成到IP20總線耦合器后面的本地總線系統(tǒng)中去了。

　　無處不在的無線

　　信息化時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候都快速變革的形勢，當以太網(wǎng)和因特網(wǎng)需要數(shù)十年去建立自己成為主流技術時，快速增長的信息需求已經(jīng)在幾年內(nèi)使無線技術成為我們生活中固定的一部分。在當今不斷變革的時代，這幾乎是不可避免的。提供靈活性、機動性和速度是所有成功的關鍵。
菲尼克斯電氣的無線I/O系統(tǒng)可以滿足以上這些要求。例如，它可以臨時性集成到I/O系統(tǒng)中，作為信息交換的工具，或者取代滑動環(huán)和拉鏈。無線I/O模塊可以提供IP20和IP67防護等級，使用標準的藍牙無線技術實現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)字量和模擬量信號到基站的傳輸。它不僅可以接受過程數(shù)據(jù)，而且可以傳輸I/O模塊的狀態(tài)和無線連接質(zhì)量和條件的診斷信息。所有診斷數(shù)據(jù)也可以經(jīng)由以太網(wǎng)中的總線耦合器傳輸。

　　項目規(guī)劃的簡單化

　　許多應用都需要I/O裝置提供IP20和IP67的防護等級。同樣地，在移動場合或者難以連線的系統(tǒng)部件中，集成無線功能的I/O模塊體現(xiàn)了強大的優(yōu)勢。這里的關鍵問題在于，這些有著特殊功能的不同系統(tǒng)，如何保證沒有任何問題的相互工作？可以這樣來解決，舉個例子，通過把模塊的安裝、保護和編程的設計進行標準化解決這個問題。
　
　　機器和系統(tǒng)的創(chuàng)建或擴展由一個廣泛包括從控制柜到現(xiàn)場和所有無線功能通道的簡單化網(wǎng)絡實現(xiàn).這樣做的結果是不再需要控制和管理不同的系統(tǒng),節(jié)省了培訓時間,并提供了一種統(tǒng)一的系統(tǒng)方式,使得保養(yǎng)和維修工作更加容易.

　　補充條文

　　無線I/O的信號傳輸

　　無線I/O系統(tǒng)被設計成過程和控制信號在移動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，無線在相當程度上減小了安裝和維護工作，同時也降低了原料成本。Fieldline基站模塊可以連接幾個分布在現(xiàn)場的無線I/O模塊。無論是Inline一體化I/O模塊（IP20）還是Fieldline模塊（IP67）都可以提供無線模塊。基站自動地控制無線I/O模塊之間的通訊，以一種非隨機的方式循環(huán)地傳輸高時效性的控制信號。Fieldline基站模塊可以使用相應的總線耦合器集成到所有標準的現(xiàn)場總線中去。