基于流程制造业的远程I/O技术应用

1 引言

　　大型化工基地的许多辅助的化工装置远离操作室，有的远到几公里或十几公里，但又为了集中监测和控制，再建一套dcs系统花费太大，远程i/o则具有其优越性，可以和dcs进行通讯，节约了大量的成本。一般dcs和plc不能实现太远距离集中控制，所以说远程i/o是较远距离控制的发展趋势。

2 远程i/o技术

　　2.1 远程i/o概述

　　远程i/o基于现场总线发展起来的现场与控制室或控制系统之间的一种全数字、双向串行、多节点的通讯系统。现场总线是工业系统向分散化、智能化、网络化的发展方向，其导致传统自动仪表和控制系统在结构和功能上得到进一步的变革，把dcs集中与分散相结合的控制方式变成新型的全分布式控制网络。远程i/o适用于恶劣环境中，远程i/o的理论基础简单，工程应用方便可靠，整套系统设计方便，整体网络和硬件可以自由分配，灵活变通，主要注意工艺要求，整体考虑防止网络地址的冲突。具体实践应用应该了解硬件的原理和注意事项，软件应了解组态方式，profibus—dp协议转换卡组态简单，可以进行离线组态，并要保存好组态程序。远程i/o和dcs通讯应清楚通讯协议以及其衔接部分的接线方式，通讯距离决定用光纤还是普通通讯电缆，采用光纤还需要配备光纤耦合器。控制系统个从设计、安装、投运到生产运行及其维护检修都有其优越性；通讯速率高，通讯质量好，通讯介质广，网络拓扑结构灵活，可应用于安全等级较高的危险场合。特别投资少、耗能少；是有利于国家提倡的节能减排。

　　远程i/o它的最为主要的优势在于远程，最远传播距离为可达到十几公里，其次是稳定，在恶劣的工业环境里，一旦通讯正常可以保证几年不出问题，为化工连续生产带来了保证。技术特点是：

　　(1) 系统开放性；总线标准、通信协议均是公共的，所以用户选择不再局限于一节或几家。

　　(2) 互可操作性和互换性；是实现互连仪表、设备间及系统间的信息传送与沟通，可实现点对点、一点对多点的数字通讯。互换性是不同生产厂家性能类似产品可以互换，而不必担心兼容性。

　　(3) 适应性强；其通讯可支持双绞线、同轴电缆、光纤、红外线、电力线、射频。同时能够适应环境恶劣的工业现场，抗干扰能力强。

　　2.2 turck远程i/o原理

　　远程i/o通信(分布式i/o通信)是采用的周期i/o数据传输方式。远程i/o通信中采用“周期i/o方式交换数据”，按照主从方式存取控制，其带的通信处理器作为主动站，其它远程i/o单元皆为从动站。在主站设立一个“远程i/o缓冲区”，主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式，按照顺序与各从站交换数据存放于远程i/o缓冲区中。这样周而复始，使主站中的“远程i/o缓冲区”得到周期性刷新。在主站中的cpu单元负责用户程序的扫描，它按照循环扫描方式进行处理，每个循环扫描周期都有一段时间集中进行i/o处理，这是它对本地i/o单元和远程i/o缓冲区进行读写操作；尽管主站中的cpu单元没有直接对远程i/o单元进行操作，但是由于主站中远程i/o缓冲区和远程i/o单元是一一对应的，所以主站cpu对远程i/o缓冲区进行读写操作，就相当于直接访问了远程i/o单元。基于德国turck的远程i/o通讯总线通信的原理框图如图1所示。

图1 远程i/o原理

1 引言

　　大型化工基地的许多辅助的化工装置远离操作室，有的远到几公里或十几公里，但又为了集中监测和控制，再建一套dcs系统花费太大，远程i/o则具有其优越性，可以和dcs进行通讯，节约了大量的成本。一般dcs和plc不能实现太远距离集中控制，所以说远程i/o是较远距离控制的发展趋势。

2 远程i/o技术

　　2.1 远程i/o概述

　　远程i/o基于现场总线发展起来的现场与控制室或控制系统之间的一种全数字、双向串行、多节点的通讯系统。现场总线是工业系统向分散化、智能化、网络化的发展方向，其导致传统自动仪表和控制系统在结构和功能上得到进一步的变革，把dcs集中与分散相结合的控制方式变成新型的全分布式控制网络。远程i/o适用于恶劣环境中，远程i/o的理论基础简单，工程应用方便可靠，整套系统设计方便，整体网络和硬件可以自由分配，灵活变通，主要注意工艺要求，整体考虑防止网络地址的冲突。具体实践应用应该了解硬件的原理和注意事项，软件应了解组态方式，profibus—dp协议转换卡组态简单，可以进行离线组态，并要保存好组态程序。远程i/o和dcs通讯应清楚通讯协议以及其衔接部分的接线方式，通讯距离决定用光纤还是普通通讯电缆，采用光纤还需要配备光纤耦合器。控制系统个从设计、安装、投运到生产运行及其维护检修都有其优越性；通讯速率高，通讯质量好，通讯介质广，网络拓扑结构灵活，可应用于安全等级较高的危险场合。特别投资少、耗能少；是有利于国家提倡的节能减排。

　　远程i/o它的最为主要的优势在于远程，最远传播距离为可达到十几公里，其次是稳定，在恶劣的工业环境里，一旦通讯正常可以保证几年不出问题，为化工连续生产带来了保证。技术特点是：

　　(1) 系统开放性；总线标准、通信协议均是公共的，所以用户选择不再局限于一节或几家。

　　(2) 互可操作性和互换性；是实现互连仪表、设备间及系统间的信息传送与沟通，可实现点对点、一点对多点的数字通讯。互换性是不同生产厂家性能类似产品可以互换，而不必担心兼容性。

　　(3) 适应性强；其通讯可支持双绞线、同轴电缆、光纤、红外线、电力线、射频。同时能够适应环境恶劣的工业现场，抗干扰能力强。

　　2.2 turck远程i/o原理

　　远程i/o通信(分布式i/o通信)是采用的周期i/o数据传输方式。远程i/o通信中采用“周期i/o方式交换数据”，按照主从方式存取控制，其带的通信处理器作为主动站，其它远程i/o单元皆为从动站。在主站设立一个“远程i/o缓冲区”，主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式，按照顺序与各从站交换数据存放于远程i/o缓冲区中。这样周而复始，使主站中的“远程i/o缓冲区”得到周期性刷新。在主站中的cpu单元负责用户程序的扫描，它按照循环扫描方式进行处理，每个循环扫描周期都有一段时间集中进行i/o处理，这是它对本地i/o单元和远程i/o缓冲区进行读写操作；尽管主站中的cpu单元没有直接对远程i/o单元进行操作，但是由于主站中远程i/o缓冲区和远程i/o单元是一一对应的，所以主站cpu对远程i/o缓冲区进行读写操作，就相当于直接访问了远程i/o单元。基于德国turck的远程i/o通讯总线通信的原理框图如图1所示。