图1 Turck公司研发的坚固耐用的电气连接技术满足了Enerflex公司用户的要求

为了使积木式元器件的优点能在流程设备的仪器仪表和电气系统敷设中坚定不移地得到发挥，加拿大的设备制造专业厂Enerflex公司使用了结构坚固的快速插接连接件、电缆、分电器和Turck公司研发生产的BL20型远程现场总线I/O系统。

Enerflex公司设计和制造石油、天然气、化工、能源和环境保护工业领域中所使用的流程工艺设备。在集团内部，生产和流程工艺部（P&P）是负责石油、天然气、化工工业生产设备的主管部门。由于他们研发生产的设备销往世界各地，因此它们必须从一开始就采用“积木式”的结构设计，使制造的流程工艺设备能够按部件分解、放置在标准的集装箱中运输。

几年前，在流程设备机械系统中，已经成功地实现了积木式结构设计并取得了令人满意的效果，因此，P&P工艺部打算在电气和仪器仪表系统中也采用“积木式”方案。Enerflex公司首先在自己的生产工厂中把整套流程设备组装在一起，为流程设备的仪器仪表进行参数赋值和设置，对设备的所有功能进行测试。完成整机性能测试之后，一部分连接管道、控制电缆必须从现场总线仪器设备上拆卸下来，以便能够按照模块化的积木——托板进行包装运输。

设备运输到使用现场之后，则需要由受过专业培训的电气技工重新敷设电气导线。而在国外的生产施工现场，就地进行成套设备的电气安装和布线是一个代价非常高昂的工作。而且重新敷设的电气电缆往往还是设备出错、延迟投产使用的根源，这往往会给流程设备制造者带来巨大的经济损失。

物理层的改进

Matthias Reissner先生是Enerflex公司P&P部检测技术部门的负责人，他从很早就开始关注电气系统的模块化设计问题，在不断的设备优化改进的尝试过程中，注意力大多都集中在新技术、新工艺方面，例如压力检测、流量检测或者充填高度检测技术方面的新技术。到2006年，Reissner先生才首次把注意力转移到长期以来一直被忽视的物理设备层，着眼于现场总线仪器设备与控制系统之间的连接。Enerflex公司所使用的直接连接方法已经试验多年，由于没有注意到积木式方案的优化，因此是一种费时费力、费用支出较高的方法。

作为物理层的专家，Turck公司恰恰能够弥补Enerflex公司的不足。它们研发生产的电气系统快速连接件能够保障电气系统的拆卸和重新安装过程快捷、无差错。这一解决方案允许利用坚固耐用的插接件和传输信号的电缆与8口分配器相互连接，在这8口分配器中，汇总后的数据经多芯电缆传送到上一级控制系统中，利用这一插接连接基础的系统能够理想地满足积木式模块的要求。在完成生产厂的安装调试之后，同样也能够快速地按照运输托板的规格把总装后的流程设备分解开来进行运输，在到达使用地点后再快捷方便地组装起来，同时也具有很高的可靠性，避免出现错装。这一系统不但获得了加拿大的CSA认证，而且也通过了美国的FM认证。

2008年时，Enerflex公司P&P部门首次把Turck公司的技术应用到自己生产的流程设备之中，在4个月的时间内，为一家美国石油—天然气客户提供清除天然气生产过程中CO2的成套设备，并在美国的怀俄明州交付使用。这一设备输入输出的信号数量超过了300个，其中模拟式输入输出信号的模拟电流为4~40mA，由于电阻值的大小与温度有关，配备有热电偶。这些信号是由设备的4大部件发出的，而这4大主要部件之间的距离较远，大多数信号从发射点与接收信号的主控系统之间的间距都超过了100m。

图2 方便地完成插接连接：在设备安装之前，所有的70个转接器都可以在生产工厂的工作台上，于一天时间内完成装配、参数赋值等任务

插接连接件和远程I/O系统

在易燃易爆危险区域Zone 2/Division 2的工作环境中，所使用的是Turck公司研发生产的快速插接连接解决方案和远程现场总线BL20 I/O系统，其安全保护等级为IP 20，具有加拿大的CSA认证。设备三大部件的150余个数据经BL20汇总起来，由以太网Ethernet/IP传送给上一级控制系统。在Turck公司专用软件I/O——Assistant的帮助下，Enerflex公司的专业技术人员能够轻松地完成BL20I/O系统的设计和配置，还能够利用这一系统在设备安装后从电气控制柜里对现场总线系统进行测试，在顺利地完成现场总线系统的现场测试之后，才把所有电缆与上一级主控系统连接起来。使用BL20系统后，Enerflex公司不仅仅大大减少了电缆的数量，而且也降低了总安装费用。

用户对这一具有四大附件流程设备现场总线系统提出的要求是：所需传递的信号数量尽量多，有20％的能力储备，但电缆布线所占据的空间应尽可能小。在与Turck公司技术专家们的密切合作下，Enerflex公司的设计师决定把模拟信号和数字信号分开来进行传送。

由控制系统到坚固耐用的、有着7/8英寸Minifast插接接口的8口分配器之间，Enerflex公司使用的是8芯双绞线屏蔽电缆，从接线盒到现场总线仪器设备使用的是非常耐用的单芯双绞线电缆。这种电缆类似于连接淋浴喷头的软管，有一层灵活的金属保护层。利用软件，Enerflex公司能够确定每一根电缆的长度，可以在Turck公司在美国明尼苏达州明尼阿波利斯市的生产厂中专门定制。

为了保障所要求的设备能力扩展，8个插接接线盒中每一个分配器最下方的两个留作备用。而这些备用接口也都有电缆与主控系统相连，因此在需要的时候能够快捷方便地投入使用。由于对各个分配器都事先进行了预配置，因此不仅仅节约了价值高昂的安装空间而且也省略了大量现场总线仪器设备与主控系统之间点对点的控制电缆。在电气柜的设计中，Enerflex公司还实现了空间的节约，结构尺寸非常紧凑的8口插接连接允许使用结构更加紧凑的电气柜。

快速可靠的设备运输

在电缆、导线的连接中，Enerflex公司选择了Turck公司研发的防爆型电缆连接件。这样一来，电气安装工可以在生产厂中连接好70个转送器，配置完毕后，无需再到使用现场就地安装设备。

在Enerflex公司的生产工厂，完成设备的布线、程序编制和通信试验之后，Enerflex公司的安装人员把设备按照易于运输的大小分解、拆卸开来，那些与控制系统连接的总电缆也从分配器中拆卸下来，使得能够用一个个单独的托板来运输。当设备运输到安装现场后，可以由当地的电气技术人员迅速、可靠地完成安装，使得设备很快投入使用。

自2008年两台这样的设备成功地安装、调试、投产之后，Enerflex公司还出厂了三套这样的设备，均采用了Turck公司的快速连接系统。