智能I/O系统VS现场总线网络

【编者按】在过去的几年里，主要过程控制供应商一个接一个地推出新型现场I/O系统，不仅能够简化布线，更易于配置。这些新型系统比使用集线盒、仪表柜以及插入扇出式技术的传统模拟现场布线要简单得多，也减少了很多工厂中常见的托盘和杂七杂八的线缆。

现场总线技术，尤其是基金会现场总线和Profibus PA的销售人员，看到这些新型可配置I/O系统，就会说实际上这些易于使用的现场总线技术早在多年以前就已经推出了。PI北美执行总监Carl Henning谈到：“现在是2014年了，不知道为什么还有人在建设使用仪表柜的项目。很早之前，Profibus PA和基金会现场总线就已经消灭了仪表柜的需求。这些仪表柜对于工程师来说过于昂贵，建造、布线、维护和故障诊断都很麻烦。最好就是从控制器直接连接设备，这在初始成本上有明显的优势。而更为重要的是，现场总线还提供诊断数据，可以用来避免停机或者缩短停机时间。”

尽管Henning的观点句句在理，但是还是可能有人会问为什么现场总线没有更多地得到部署，为什么还有公司仍然安装采用传统布线方案的系统。那些决心使用现场总线网络的企业，投入巨资安装并且全面地培训用户，发现这些技术非常可靠并且用户也非常忠诚。大量的用户集中在油气和石化行业，他们根本不会考虑其他的方案。

然而，艾默生过程管理公司DeltaV系统硬件产品营销及商业开发经理Klaus Erni则看到了现场总线技术在其业务中的另外一面。“已经选择了现场总线的大型油气公司将会继续坚持至少10年，”他说：“现在有两类客户，一类是在几年前已经采用了现场总线，他们并不希望切换方向。他们说，‘我们已经实现全部现场总线相关系统的标准化，完成了全部的模板和测试，因此对我们来说使用现场总线要比HART更容易。’这没什么问题，他们希望使用已经投资的技术以及已经熟悉的过程。而另一类现场总线的用户则希望根据应用情况来选择方法。他们看到了需要使用现场总线的场合，也注意到有一些次要场合使用HART设备就足够了。他们根据功能性进行选择，并将这些设备加入系统当中，当然这看起来就比较凌乱。”

霍尼韦尔过程解决方案公司Experion控制和I/O解决方案经理Joe Bastone对此表示同意，但是他也指出第二类用户较少，因为那样的网络确实容易产生混乱。“用户希望采用现场总线，因为它具有诊断功能可以支持他们的业务，”他说：“他们并不打算一蹴而就。这不仅仅是一个单独的决策，因为其他的基础架构也可能会对资产管理系统造成影响。”

Bastone也看到装备小型现场总线网络的工厂正在开始相关的实验，但是并没有推广开来。如果工人不能保证技术水准，这可能就会出现问题。

诊断和功能性

新型智能I/O系统仍然使用传统的模拟和HART设备，新型系统并不比传统HART驱动的I/O提供更多的诊断信息，但是它能够利用HART的全部优势。以往的经验让我们认为现场总线网络能够提供比HART更多的诊断信息，但是HART 6和7已经弥补了这些差距。

诊断的差距根据设备类型也有所区别，但是它们或多或少有些共性。

多变量。除了主变量之外，HART设备还能够支持更多的变量，但是现场总线设备能够提供更多信息，并且更加直接。很难找到一家工厂根据HART次要变量进行控制，但是使用现场总线则要普遍的多。

现场控制。基金会现场总线支持在同一网段同时装备传感器和执行器，驱动PID回路而不需要借助外部主机的支持。连接主动规划允许网段在供电的情况连续执行功能，甚至在主机系统失效的情况下也能够控制回路。

企业努力地适应现场总线网络，但是总会在培训方面遇到困难。实践并不是那么轻松，工人会发现他们会费很大力气才能够精通。即便是有经验的现场总线用户也会发现设计网段很让人头疼。

电子I/O在增长

尽管Erni发现现场总线设备的销售量非常稳定，他也提到电子布线产品的数量在增长。其关键原因就是灵活性，不需要任何I/O设计战略。他说：“即便是现场总线网络，也必须要弄清楚设备在哪里进行连接。而通用型I/O的一大优势，就是不需要设计设备策略。任何设备都可以安装在任何地方。”

Bastone指出在新的应用中，不同技术的功能将会有巨大差别。他补充道：“通用型I/O的一项杀手级应用，就是在项目后期进行变更而不会造成破坏。用户可能忘记设计其他的压力器。现在我们快步前进，我们必须弄清楚我们在哪里安装这些I/O，完成所有的工程图纸，然后保持在项目路线图上。这就是通用型I/O和通用机柜的魅力所在。”

下一步是什么?

云技术的影响正在开始改变我们思考现场设备的方式。通过在键盘上敲入几个简单的命令，就能够直接将信息从各种设备上传递到任何节点，这是一项非常具有推动力的性能。

现场总线架构相比传统布线方式更易于工作，它代表了诊断功能的极致，因而拥有忠实的用户。但是即便如此，新型I/O系统的简单和方便也让真实的仪表云难以忽视。无论是哪种方式，使用老式的硬布线I/O都是难以理解的。正如Henning提醒我们的，现在毕竟是2014年了。

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