2010年3月8-11日，一年一度的2010中國廣州國際工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)及裝備展覽會(huì)隆重開幕, 魏德米勒此次也重裝上陣，全面展現(xiàn)魏德米勒產(chǎn)品在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用，“魏德米勒自動(dòng)化工廠”的概念運(yùn)應(yīng)而生。自動(dòng)化工廠，顧名思義是涵蓋了工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)的3層結(jié)構(gòu)中所涉及的基礎(chǔ)和應(yīng)用產(chǎn)品。而魏德米勒的自動(dòng)化工廠則包含了魏德米勒接線端子、PCB接插件、HDC產(chǎn)品、電子產(chǎn)品、接線盒、SAI、標(biāo)記號(hào)類和工業(yè)以太網(wǎng)七大類，近百種產(chǎn)品。在應(yīng)用方面，它匯集了當(dāng)前3大主流控制方式：直連線控制；現(xiàn)場(chǎng)總線；工業(yè)以太網(wǎng)，并按工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)的3層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而將魏德米勒在各個(gè)方面的解決方案呈現(xiàn)在觀眾的面前。

展板介紹

一、 功能介紹：

　　該展板模擬了一個(gè)原料處理工藝。受熱容器在PLC的控制下，將會(huì)依次移動(dòng)到加熱位置，進(jìn)行加熱直至合適的溫度，再移動(dòng)到冷卻位置，風(fēng)冷至預(yù)定溫度，然后返回初始位置。
該工藝流程雖然簡(jiǎn)單，但是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，能涵蓋魏德米勒絕大部分產(chǎn)品線。
整個(gè)展板按照三層結(jié)構(gòu)布局，如下圖所示：

 
1、現(xiàn)場(chǎng)層

　　現(xiàn)場(chǎng)層有大量基礎(chǔ)設(shè)備，如各種傳感器，執(zhí)行器等，工作環(huán)境往往比較惡劣，所以對(duì)于設(shè)備的防塵、防水、耐腐蝕性能都有著較高的要求。

　　這一層信號(hào)種類很多：可以是開關(guān)量，模擬量，也有智能設(shè)備的總線或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)

　　本層包含兩個(gè)部分 ：

1、現(xiàn)場(chǎng)工作區(qū)域 

　　在這個(gè)區(qū)域，共有6個(gè)開關(guān)量信號(hào)，其中3個(gè)接近開關(guān)告知PLC容器當(dāng)前位置，是輸入信號(hào)，接入SAI的DI。而電機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)和加熱器由PLC控制啟動(dòng)和停止，是輸出信號(hào)，由SAI的DO控制中間繼電器實(shí)現(xiàn)。
魏德米勒的有源SAI防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP67，可以就近安裝在設(shè)備附近。相比傳統(tǒng)的直連線，總線設(shè)備不僅能傳輸信號(hào)，更能提供設(shè)備狀態(tài)、故障信息、傳送參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制等。

　　在這里，現(xiàn)場(chǎng)操作箱的作用是就近接線，并實(shí)現(xiàn)參數(shù)顯示和生產(chǎn)控制，類似于很多工廠的現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)。魏德米勒接線箱具有IP67的防護(hù)等級(jí)，能有效防止異物或液體進(jìn)入，優(yōu)質(zhì)不銹鋼的外殼能耐受腐蝕性氣體。由于一般的電器元件，如隔離器，端子等不具有防護(hù)性能，必須將它們裝在箱內(nèi)，以得到最佳保護(hù)。

　　操作箱的前面板經(jīng)過特殊加工，用有機(jī)玻璃板部分替代原有不銹鋼板，以便更好地展示箱體內(nèi)的魏德米勒產(chǎn)品。在面板上裝有PMX420報(bào)警顯示表頭，可以直接顯示溫度值，并控制狀態(tài)繼電器。三個(gè)按鈕分別實(shí)現(xiàn)：?jiǎn)?dòng)/復(fù)位/急停，觀眾可以親自動(dòng)手操作。而三個(gè)小型指示燈代表容器當(dāng)前所處的位置。

　　生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有各種信號(hào)線和電源線，為了集中處理，需要就近接入接線箱。在進(jìn)入接線箱或者其他封閉外殼時(shí)，需要有專門的穿板連接產(chǎn)品保證IP防護(hù)等級(jí)。魏德米勒的電纜接頭和重載連接件可以實(shí)現(xiàn)這一功能。電纜接頭可以連接多種線纜，而重載接插件安裝靈活，帶載能力大。在本塊展板上，電纜接頭連接的是多芯電纜，重載接插件連接的則是撓性管。

　　在箱體內(nèi)部，裝有魏德米勒的W系列端子，該系列端子非常薄，可以有效節(jié)約空間。另外還裝有溫度變送器Wave RTD Pro，它連接現(xiàn)場(chǎng)的熱電阻傳感器，將其電阻值線性轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA信號(hào)提供給PMX420報(bào)警顯示表頭。報(bào)警顯示表頭顯示溫度的同時(shí)配合兩款繼電器¬——MRS和MCZ實(shí)現(xiàn)了對(duì)狀態(tài)指示燈的控制。為了能使報(bào)警指示燈閃爍，我們還使用了時(shí)間繼電器BTM，它可以實(shí)現(xiàn)多種時(shí)間控制功能，在這里，它的任務(wù)是產(chǎn)生一個(gè)周期性的脈沖信號(hào)。

2、控制層

　　來自于工作區(qū)域的大量數(shù)據(jù)和信號(hào)最終會(huì)到達(dá)控制層。在控制層，有各種主控設(shè)備，如PLC，DCS，工控機(jī)等。控制器常見的信號(hào)有開關(guān)量信號(hào)和模擬量信號(hào)，此外還有各種通訊數(shù)據(jù)。

1、控制柜

　　開關(guān)量信號(hào)的輸入輸出電路中一般采用光耦或晶體管，只能承載很小的電流，驅(qū)動(dòng)小負(fù)載，同時(shí)由于每個(gè)通道的耐壓值不高，現(xiàn)場(chǎng)如果干擾大，通道易被燒毀，所以往往用繼電器實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容及隔離保護(hù)作用。魏德米勒提供各種中間繼電器產(chǎn)品以及高度集成的接口板產(chǎn)品。在本系統(tǒng)中，大部分開關(guān)量沒有使用傳統(tǒng)的繼電器實(shí)現(xiàn)，而是采用支持總線的現(xiàn)場(chǎng)I/O（有源SAI）實(shí)現(xiàn)。由于SAI就近安裝于現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域，所以減少了大量的接線，同時(shí)，有源SAI具有通道短、斷路診斷，電源檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)饋電等功能，大大提高了系統(tǒng)的智能化程度。

　　相對(duì)于數(shù)字量信號(hào)，模擬信號(hào)在實(shí)際應(yīng)用中更多的是采用傳統(tǒng)的直連線。在本系統(tǒng)中，溫度信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)接線箱內(nèi)變成標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA信號(hào)，然后向上連接到控制層。由于實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)往往存在各種干擾，比如感應(yīng)過壓，接地回路等，進(jìn)入控制器的信號(hào)往往失真，甚至帶有危險(xiǎn)的高壓，所以在控制器前，往往就近安裝信號(hào)隔離器。魏德米勒的TTA萬用隔離變送器，可以耐受4000V以上的短時(shí)高壓，能很好好地保護(hù)控制器，另外它能直接連接多種傳感器，采集數(shù)據(jù)，并通過告警的觸點(diǎn)進(jìn)行控制，幾乎可以自成一個(gè)小型控制系統(tǒng)。

　　除了開關(guān)和模擬信號(hào)，控制器還要連接各種通訊線路。對(duì)于總線，魏德米勒可以提供總線連接器，與西門子PLC的D-sub接口相連。而路由器能分隔現(xiàn)場(chǎng)與控制層的網(wǎng)絡(luò)，減少廣播風(fēng)暴，提高安全性。這里的無線網(wǎng)橋與現(xiàn)場(chǎng)接線箱內(nèi)的另一個(gè)網(wǎng)橋配對(duì)，實(shí)現(xiàn)無線通訊，并實(shí)現(xiàn)無線有線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換。

2、光纖環(huán)網(wǎng)

　　一個(gè)大型的工廠，其設(shè)備往往分布較廣，互相之間可能相隔幾公里，另外還有很多電磁干擾。電纜有效傳輸距離一般不到100米，又容易受電磁干擾。光纖傳輸距離遠(yuǎn)，不受電磁干擾影響，所以經(jīng)常被使用。為了連接光纖，交換機(jī)上就需要帶有光纖接口，或者通過光電轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)連接。此外，工業(yè)以太網(wǎng)的連接必須非?？煽?，不能一有故障就中斷網(wǎng)絡(luò)，所以必須有冗余結(jié)構(gòu)。光纖環(huán)網(wǎng)是一種經(jīng)濟(jì)有效的網(wǎng)絡(luò)冗余結(jié)構(gòu)：環(huán)中任意一根光纜斷開，交換機(jī)都能自動(dòng)投用備用線路。魏德米勒采用自有的RapidRing協(xié)議，可以在斷線發(fā)生后300ms內(nèi)恢復(fù)通訊，目前魏德米勒的管理型交換機(jī)支持這項(xiàng)功能。

3、監(jiān)控中心

　　監(jiān)控中心往往遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，所以光纖是最好的通訊介質(zhì)。另外這里數(shù)據(jù)量較大，除了生產(chǎn)控制類數(shù)據(jù)包，還可能包括視頻監(jiān)控等其他數(shù)據(jù)，所以以太網(wǎng)是主要的通訊協(xié)議。在本系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不多，所以安裝了一個(gè)3電1光的非管理型交換機(jī)，連接觸摸屏和電腦。觸摸屏上能看到主要的運(yùn)行參數(shù)，也可以直接觸碰屏幕上的圖形界面進(jìn)行控制，方便觀眾互動(dòng)。如果連接電腦，可以通過專門的管理軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。另外如果知道現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的IP地址，就可以直接通過以太網(wǎng)觀看圖像，并且能控制它運(yùn)動(dòng)，從不同角度觀察生產(chǎn)作業(yè)情況。

　　以上的五個(gè)部分分別為大家模擬了魏德米勒產(chǎn)品在工業(yè)中的一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，以小見大，魏德米勒的產(chǎn)品在真正工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用就更加數(shù)不勝數(shù)。

　　作為全球電聯(lián)接專家，魏德米勒不斷致力于為中國自動(dòng)化市場(chǎng)提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、最及時(shí)的服務(wù)和最高效的本土行業(yè)解決方案，“魏德米勒自動(dòng)化工廠”概念的推出將進(jìn)一步提升魏德米勒整體的服務(wù)水準(zhǔn)和創(chuàng)新能力，將為中國市場(chǎng)帶來更多可靠選擇。