基於 PC 的控製技術助力將 NOA

　　和 Ethernet-APL 集成到過程控製中

　　流程工業需要緊跟數字化轉型趨勢，但規模龐大的過程工程係統需要滿足一些特殊要求。NAMUR 開放式架構（NOA）和新的 Ethernet-APL 通信技術可用於快速高效地實施合適的解決方案。有了倍福 NOA 邊緣設備和 ELX6233 EtherCAT 端子模塊，現在就可以通過現有的控製技術實現這一目標。

　　工業 4.0 和(he)物(wu)聯(lian)網(wang)等(deng)方(fang)案(an)的(de)基(ji)礎(chu)是(shi)收(shou)集(ji)過(guo)程(cheng)裝(zhuang)置(zhi)的(de)所(suo)有(you)運(yun)行(xing)數(shu)據(ju)，並(bing)將(jiang)其(qi)提(ti)供(gong)給(gei)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)。分(fen)析(xi)工(gong)具(ju)會(hui)對(dui)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)評(ping)估(gu)，例(li)如(ru)，可(ke)以(yi)及(ji)早(zao)識(shi)別(bie)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)的(de)故(gu)障(zhang)等(deng)。這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)優(you)化(hua)工(gong)作(zuo)流(liu)程(cheng)和(he)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)。然(ran)而(er)，在(zai)現(xian)有(you)裝(zhuang)置(zhi)中(zhong)實(shi)施(shi)物(wu)聯(lian)網(wang)方(fang)案(an)尤(you)其(qi)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)
，因(yin)為(wei)現(xian)有(you)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)架(jia)構(gou)無(wu)法(fa)采(cai)集(ji)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)中(zhong)的(de)所(suo)需(xu)信(xin)息(xi)。

　　

　　通過 NAMUR 開放式架構（NOA）
，可以在不改變現有控製技術的情況下實現流程工業數字化轉型。

　　NAMUR 因此開發了 NAMUR 開放式架構（NOA）。該方案在不改變現有控製係統的情況下擴展自動化架構。因此，NOA 的核心任務是提供從現場層到更高層級應用的信息，以監測和優化過程裝置（M+O）。挑(tiao)戰(zhan)在(zai)於(yu)
，現(xian)場(chang)設(she)備(bei)的(de)接(jie)口(kou)因(yin)製(zhi)造(zao)商(shang)和(he)類(lei)型(xing)的(de)不(bu)同(tong)而(er)各(ge)異(yi)。這(zhe)裏(li)的(de)重(zhong)點(dian)是(shi)需(xu)要(yao)循(xun)環(huan)讀(du)出(chu)的(de)參(can)數(shu)，這(zhe)些(xie)參(can)數(shu)包(bao)含(han)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai)或(huo)過(guo)程(cheng)質(zhi)量(liang)信(xin)息(xi)。

　　01

　　針對 NOA 的邊緣設備

　　倍福專門開發了一款 NOA 邊緣設備，用於讀取更高層級的 M+O 的附加運行數據。它由一台緊湊型嵌入式控製器


、具有 HART 功能的 EtherCAT 端子模塊以及相應的 TwinCAT 項目組成
，可直接安裝在裝置中或控製室內。現場設備通過由信號隔離器的第二個通道與邊緣設備連接。通過 HART 協議，可以向現場設備發送所需的命令，並讀出附加數據。數據在邊緣設備內轉換、編譯和結構化。然後在 OPC UA 服務器上填寫存儲的信息模型。該模型通常基於 PA-DIM，但也可以定製。

　　NOA 方案尤其在已有項目方麵具有很大的潛力。現有過程裝置需要通過改造或升級來適應未來需求：zhixuduizhuangzhijinxingjianceheyouhua，erwuxugaibiandangqiandeguochengkongzhifangfa，jiunengjiangdichengben，tigaochanchu。ruguochulecaijixianyouxianchangshebeizhongdeshujuzhiwai，haixuyaotongguoewaidechuanganqihuoquzhenduanshuju
，liruzhendonghuowenduceliangshuju
，zeshiheshiyongkezhijieanzhuangzaixianchangshebeishangdefanghudengjigaoda IP67 的 EP 係列 I/O duanzihe。yigemokuaikelianjieduogechuanganqi，xinhaotongguoyigendianlanjitichuanshugeibianyuanshebei。zhezhongxinghaojinengjianshaodianlanbuxiandegongzuoliang
，younengjieshengkongzhiguineideanzhuangkongjian。

　　

　　Ethernet-APL 現場設備可以通過結構緊湊
、具有雙通道通信接口的 ELX6233 端子模塊集成到控製架構中。

　　NOA 方案還可為新建項目帶來優勢：在過程裝置規劃階段就可以安裝更多監測傳感器
，為監測和優化提供更多數據。Ethernet-APL 等新技術使這一目標更容易實現。Ethernet-APL 方案旨在基於以太網實現過程裝置的整個通信過程：congxianchangjidaoshangweikongzhixitong。tabujinzhuzhongchunguochengshuju，erqiegengzhuzhongxianchangshebeidezhuangtaixinxi。qichuanshusulvbixianchangzongxianxitonggao
，yinciyunxushiyongwangluofuwuqijinxingcanshushezhihuozhijiecongxianchangshebeixiazaishujubiaohuozhengshu。

　　但用戶在實施過程中也會遇到一些困難和挑戰：需要有支持 APL 的de現xian場chang設she備bei，才cai能neng立li即ji全quan麵mian獲huo取qu上shang述shu優you勢shi。然ran而er，由you於yu這zhe項xiang技ji術shu仍reng處chu於yu早zao期qi階jie段duan，市shi場chang上shang還hai沒mei有you大da量liang這zhe樣yang的de產chan品pin。現xian有you的de過guo程cheng裝zhuang置zhi中zhong也ye缺que少shao空kong間jian再zai安an裝zhuang交jiao換huan機ji等deng其qi它ta基ji礎chu組zu件jian。如ru果guo要yao將jiang基ji於yu以yi太tai網wang的de通tong信xin技ji術shu應ying用yong到dao現xian場chang層ceng，還hai需xu要yao針zhen對dui IT 和 OT 安全製定新的功能和策略。

　　01

　　通過 EtherCAT 端子模塊

　　無縫集成 Ethernet-APL

　　用戶如何才能將 Ethernet-APL 集成到其過程裝置中？並從其目前提供的眾多優勢中獲益？一種解決方案是將新技術與 HART 協議等成熟標準相結合。通過這種方式，可以借助新的 APL 設備逐步實現現有的過程裝置的數字化轉型
，消除完全轉換的障礙。倍福因此將 Ethernet-APL 技術集成到端子模塊中：ELX6233 EtherCAT 端子模塊為 Ethernet-APL 提供了一個雙通道通信接口。與傳統的現場交換機方案相反，它為集成 APL 現場設備提供了另一種選擇。模塊化係統讓用戶能夠在控製櫃中安裝所需數量的 Ethernet-APL 通道，從而節省寶貴的空間
，並實現應用的靈活擴展。

　　ELX6233 的可擴展性為在小型測試裝置和大型過程裝置中集成 Ethernet-APL 現場設備提供了高效的解決方案。作為 EtherCAT 端子模塊係統的一部分
，ELX6233 可以與其它數字量和模擬量 I/O 結合使用，因此除了 Ethernet-APL 之外，還可以集成標準電氣信號或通信協議。在數字化轉型方麵，尤其是與 CX 嵌入式控製器的直接連接還可帶來一係列優勢：例如
，網關應用可以處理來自現場設備的數據

，並在過濾完這些數據後進行進一步共享。

　　與倍福產品係列中的很多 EtherCAT 端子模塊一樣，ELX6233 也可以安裝在防爆區 2 區，並允許連接防爆區 0 區的 Ethernet-APL 現場設備。接口符合 IEC 60079-47 標準，並遵循 SPAA 端口規範。

　　如上所述，Ethernet-APL 還會在 IT 和 OT 安全方麵帶來進一步挑戰。與許多 PROFINET 架構不同
，控製器直接位於 EtherCAT duanzimokuaizhong，erbushishangweikongzhiqizhong。youyugegeduankouhexieyifenli
，qishujuanquanxingyeyuanyuangaoyuchuantongdejiaohuanshiwangluo。ciwai，yuqitaxianchangzongxianxiangbi，EtherCAT 可以讓過程映像的數據大小變得更緊湊，因此能夠顯著縮短周期時間，提升設備性能。

　　Ethernet-APL 為用戶帶來了很多可能性。若要快速實施這項技術，就必須將其集成到已安裝的設備中。ELX6233 EtherCAT 端子模塊可為用戶提供所需的靈活性

、模塊化設計、可擴展性以及安全性。

　　關於德國倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注於自動化新技術的德資企業，創立於 1980 年nian，總zong部bu位wei於yu德de國guo威wei爾er市shi。作zuo為wei全quan球qiu自zi動dong化hua技ji術shu的de驅qu動dong者zhe

，倍bei福fu定ding義yi了le自zi動dong化hua領ling域yu的de許xu多duo標biao準zhun，是shi國guo際ji標biao準zhun的de製zhi定ding者zhe和he推tui動dong者zhe。公gong司si所suo生sheng產chan的de工gong業ye PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的
、相互兼容的控製係統，可為各個工控領域提供開放式自動化係統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力
，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構

，加上全球的合作夥伴，業務遍及 70 多個國家和地區。

　　倍福於 1997 年進入中國市場
，中國區總部落戶於上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用於風力發電

、半導體、光伏太陽能、電子製造
、金屬加工
、包裝機械

、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工

、玻璃機械
、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網於 2014 年成為中國國家推薦性標準，並已入編工信部的《國家智能製造標準體係建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基於 PC 的控製技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能製造奠定了堅實的技術基礎。

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