化工业在系统故障安全和操作的可靠性上都有特殊的要求。由于这个原因，本文引用经实践证实的概念和技术。基于详细的成本分析，Clariant公司决定放弃采用传统的接线方式，而选择远程I/O系统excom。在过程工业中，系统的安全和可靠是主要考虑的因素。冗余的远程I/O系统满足以上两方面的要求。

图1：远程I/O系统


坐落在德国南部Gendorf 的巴伐利亚“化工三角洲”的Clariant 工厂，Clariant是十个Gendorf大企业中的第二大企业。1000个雇员的公司每年输出的如纺织品和皮革制品半成品和成品量可达到800，000吨。在超过30年的旧工厂里，机器一直靠几个分散控制柜工作，直到1997年，系统开始全面更新，工厂的第一部分选用ABB的过程控制系统“Freelance”。

紧凑型

使用远程I/O系统excom，所有常规的“EEx i” 现场设备——不管是数字量还是模拟量，都可直接连接在现场危险一区。系统的特征包括：提高了可靠性，现场设备通过总线进行HART参数化，模块可带电插拔等，在一个地址下，通过较高级别的总线系统，例如PROFIBUS-DP，现场设备通过网关到过程控制系统可以连接128个开关量或64个模拟量。纯数字信号的循环周期时间小于5ms，纯模拟量信号小于20ms，所有模块集成有“EEX i”接口，可不加安全栅。

为了在化工厂施工安装技术上有个好的方案，公司技术部测量和控制技术人员沃格尔先生比较了常规接线方式和远程I/O接线方式。

他得出这样的结论，当用远程I/O方案时，安装和维护费用可减少超过23%。这些费用的节约是因为减少了大量从现场到控制室的电缆，从而还可减少设计制图的工作量并减少复杂的安装工作。而且，分散式的系统结构节约了控制室空间及其机柜。在决定作出前，系统的稳定性是另外一个因素，新的技术至少与常规接线方案一样稳定，在这种工厂里系统停车是极其严格的，必须保证系统无中断的长期运行，这是非常重要的。

目前，excom可连接NAMUR传感器，“EEX i”电磁阀，HART变送器，模拟量执行器。HART变送器可通过Profibus-DP总线在工程师站上进行组态，而且excom支持非周期的Profibus-DP-V1功能。Profibus 地址可通过拨码开关手动设定。

excom系统还有温度，频率测量及驱动低功率阀的I/O模块。而且TURCK为所有普通过程控制系统提供各种驱动程序。同样支持FDT/DTM技术。为了保护现场高端电器元件，系统需要安装在合适的箱体内。TURCK机电公司，专门为客户量身定做简单的及特殊型外壳。

TURCK机电公司涉及到控制柜，开关柜的设计，特殊客户接线方案和文档服务。Clariant公司为excom配备了带可视窗口的标准箱体，可不用打开箱体读到系统通道状态。

该工程是专业公司与用户之间友好合作的例子，新技术因此可快速和顺利地完成。

1997年化工厂开始进行过程控制技术的改造，在2003年初，常规接线转变成excom系统。这个决定不仅基于技术方面而且基于服务方面。沃格尔先生认为，技术上的优势是系统的模块化和紧凑性，一个总线地址能转换128个开关量或64个模拟量。“电源，网关冗余，安装在危险1区，可连接0区的信号，可带电更换所有模块，包括电源模块，能安装在1区对我们来说是非常重要的。而且，对于TURCK产品我们有多年的经验，特别是总线系统sensoplex MC,”他继续说。

冗余技术

在化纤厂，该系统已被证实是非常高效的，3周之内可完成工厂区域划分，安装和组态。可提前恢复生产。为了能得到完美的系统，过程控制系统采用冗余配置，包括远程I/O的电源及Profibus-DP总线。远程I/O系统excom允许在危险1区对电源模块和网关在线插拔，无须停止操作系统。

为什么通用电源那么重要？

对开关电路来说电源的任务是非常重要的，必须保护电子元器件不受意外影响。而且，电源须提供足够的储能并且必须满足防爆要求。还要满足用户和设计的需要。以前，各种设备都为自己保留一定数量的库存，然而今天，只需一个宽范围的供电电压，因此重要设备的预算，购买，库存管理和维护都变的非常容易。

战略优势

用于工业自动化的通用型供电方式是重要的。设计为通用电源的最新接口设备，只装有两个端子用来连接AC和DC电压。直流是双极性的。通用电源可满足所有电压的需要。

由于各个国家可能有不同的供电电压，以下是世界不同国家供电电压表格

图尔克公司工业自动化产品出口到世界各个国家，因此他们采用先进的宽范围的供电电压，范围从20-250V。

他的成功之处在于合适的电源电压及能满足特殊需求，设备能临时地或永久地通过发电机或电池供电。在某些情况下，有可能使用特殊电源，因为这种电源通常是不稳定的，要比标准电网差的多。这种情况会出现很多问题。宽范围电压可弥补这种情况，因为各种输入电压都能工作并且防止电压波动。

过压安全

当然，设计也必须观察各种应用区域。例如，电源电压可能是24VDC，24VAC，36VDC，42VDC，48VAC，60VDC和60VAC。当接口设备使用标准电源或以前的通用电源（85VUC到250VUC），设计必须事先知道使用何种电源，特殊设备可能有特殊电源，如果设计人员没有被正确通知或系统被安装在国界线附近，可能会出现不同的电网，可能出现复杂问题。

系统设计人员和维护人员会将不同电源的设备留有一定数量的库存，这样会导致库存数量的增加。所有这些问题能使用通用电源简单解决。

宽电压的最大王牌优势(包括隔离开关放大器，转速监控器，温度变送器，极限值监控器和模拟量隔离栅)是在工作期间：由于过压引起标准设备发生故障。尽管过大的输入电压加到设备上通用电源设备仍能正常可靠工作，甚至允许低电压值超限，例如，在低电压电网下。

宽电压设备的利用减少了功能相同但供电电压不同的设备的备件，为用户节约了成本。由于交流错误，维护人员可能拿错备件必须往返现场两次。当然，这种情况用通用电源不会发生。

标准的和通用电源的设备因此可互相替换。