——貝加萊新一代X20 I/O系統已成為與DCS、PLC和PC Based并駕齊驅的工控寵兒

引言

目前眾多的工業自動化用戶已經具有選擇分布式I/O系統，遠程I/O系統的豐富經驗，包括事先設計好的模擬量和數字量I/O，溫度I/O模塊等，所選擇的I/O系統即使是在最惡劣的工業環境中也能可靠地運行，其連通性選擇能夠滿足大多數工業過程控制級或生產企業級設備的需要，如滑片式設計，總線擴展等，具備了較靈活的可擴展性能。

隨著計算機網絡技術和微處理器硬件技術的進一步發展，分布式I/O系統的市場份額正得到逐步地擴大和增長；同樣，隨著新一代分布式I/O系統產品及其解決方案的開發和應用以及自動化用戶出于各類總線通訊整合的需求，分布式I/O系統目前已經成為與分散控制系統(DCS)、可編程控制器(PLC)和基于PC控制系統并駕齊驅的一類產品，也已在較多自動化行業得到工業用戶的認可。

1 分布式X20 I/O系統的模塊化設計與無縫集成

許多新的分布式I/O系統采用了完全模塊化設計選型方案，因為模塊化設計能夠進一步滿足工業用戶對過程控制系統高度柔性化的系統選型要求，有助于滿足工業用戶對于各種類型I/O模件的需求，因為大多數控制系統都具有數字量和模擬量混合控制的要求。只有采取數字量和模擬量混合型模塊化設計方案，才能進一步滿足這種過程控制系統非常柔性化的要求。同時在一些特殊行業，客戶要求分布式I/O能夠具備帶電熱插拔的功能。

在工業領域中，盡管有眾多的滑片式I/O系統可供選擇，但貝加萊公司的X20系統為自動化技術再次設立了新的I/O標準，無縫集成是X20 產品的主要優勢。貝加萊公司憑借其在全球范圍的應用經驗，憑借與客戶之間的長期以來的合作經驗以及對簡單，經濟，安全性的追求，X20系統成為眾多合作伙伴和集成商的首選。

2 X20 I/O模塊的性能及特點

2.1 模塊的硬件性能及特點

■ 3*1=1結構。端子排、電氣模塊、總線模塊3個基本單元組成1個模塊

● 電氣模塊的熱插拔，模塊狀態通過LED一目了然
● 可脫離系統進行預接線
● 節省用戶備件成本

■ 極高的I/0安裝密度

● 模塊寬12.5mm,高99mm,深75mm，大大節省了安裝空間
● 單片模塊集成12個通道，最多12路DI或DO
● 標準導軌式安裝，裝卸非常方便


■ 內部采用x2x底板通信技術

● 高速I/O總線：1ms刷新1000點數字量+50模擬量
● 本地或者遠程配置靈活：站與站之間最遠距離100m

2.2 模塊的分布式配置結構

■ 分布式I/O

● 最多可擴展253個分站，不限I/O點數
● 站與站之間最遠距離100m
● 數據刷新周期可達100微秒，遠程與本地數據刷新時間相同
● 擴展站與站之間無需任何中繼器，本地24VDC供電

2.3 豐富的模塊類型可應用于多種行業并簡化編程

■ 數字量/模擬量模塊

● 種類豐富：DI/DO/AI/AO/AT
● 信號類型：

＊ 源式、漏式
＊ 電壓型、電流型
＊ 絕對式、增量式；24V、5V


■ 專家模塊：

●計數器模塊
●編碼器模塊
＊ 支持最大2.5MHz的編碼器輸入，光柵尺、絕對式編碼器、增量式編碼器等的輸入，提供高速的采樣。
● 通訊模塊
● PWM模塊
● 步進電機驅動模塊

＊ 對于包裝機械行業的定量稱重、印刷機的網紋輥、傳墨輥等的調整即可采用這些小型的步進驅動模塊來實現，使得系統更加靈活。

● 伺服驅動模塊
● 應變檢測模塊
● 超聲波信號接收模塊
● 能量檢測模塊

＊ 可應用于風力發電的功率測量、功率因素、有功功率、無功功率、三相電流、電壓測量
＊ 應用于電力行業的變壓器低壓側測量；

● 網關模塊
● 安全模塊
●
● …

■配置靈活：2路/4路/6路/12路

3 X20 I/O系統的高度靈活性與開放性

3.1 靈活性

相對于集中系統分布式系統提供了更大的靈活性，而X20分布式I/O正是基于這樣的設計理念，它提供了自動化現場應用的充分靈活性，具體表現在以下幾點：

(1) 任意的站點模塊分配：1個模塊也可以是一個站，253個也可以構成一個站，根據現場的需要可以非常靈活的進行組織。

(2) 直接插入：增加一個模塊并不需要如傳統PLC那樣更換底板，它只需要直接插入當前I/O站的右側即可，熱插拔支持能力使得即使在不停機的狀況下也不會影響系統的應用。

(3) IP20的產品、IP67、XV閥島控制器也可以任意的配置到系統中，甚至B&R提供了步進電機控制器ACOPOSmicro和ACOPOSinverters變頻器也可以直接被像I/O站一樣的融入到整個系統中。的確，這項技術提供了極大的靈活性超乎想象。

3.2 開放性

今天的自動化系統，開放性必不可少，對于主流總線的支持是必須的，例如Modubus IDA,Profibus,Devicenet，CANopen,Ethernet POWERLINK。

能夠和多種主流的第三方總線通訊，做連接：


■ 總線控制器：

● Ethernet Powerlink
● CAN
● CANopen
● ProfiBus DP / ProfiNet
● DeviceNet
● Mudbus TCP/IP
● Ethernet IP

如何實現連接？

通過在B&R Automation Studio中生成的標準Gsd文件并導入到第三方的控制器，X20被融入到第三方控制中，這些控制器完全將這些X20理解為自己的I/O來進行控制。

4 系統成本的降低

4.1制造平臺對降低成本的影響

對于工業設計工程而言，如何降低成本以應對越來越苛刻的來自終端市場對于成本的要求變得至關重要，模塊化設計是解決這一問題的關鍵。就X20系統而言，端子、底板對于所有的模塊都是通用的，而且，即使變化的電氣部分也是模塊化的，電氣主板被設計為通用尺寸，以便能夠以統一的形式安裝在電氣的外殼內，這使得整個模塊的構成變得簡單，統一的端子、統一的底板、統一的電氣模塊單元設計，這一切提供了大批量生產所帶來的成本降低，而靈活性并不損失。通過與Mathsworks和Pro-e以及SAP的合作，貝加萊建立了從聯機設計、仿真、物料供應、在線物流、QC以及測試等環節的聯機生產制造能力，這一切使得整個模塊的制造成本大大降低，而適應變化需求的設計制造平臺完全沒有損失產品的靈活性。