图1 以太网、远程I/O和Fieldbus的集成系统。

不久前，有了在易燃易爆危险场合中的高速以太网中集成远程 I/O系统的解决方案。Modbus TCP通信技术协议允许的实时通信对于用户来讲非常容易掌握，同时对于流程工业的控制系统而言它已经成为标准化的零部件了。

作为现代化的、高效的信息传输途径，以太网、现场总线和远程I/O系统的组合在过程自动化中的应用越来越多。在这样的相互关系中，R.Stahl公司研发设计了最新的IS1模块化的远程I/O系统。这一模块的研发目的是：对未来重要的实时以太网协议，尤其是ProfilNet和FF HSE给予支持。为了对在现代化的光学纤维级的工业网络在易燃易爆危险场合中的应用给予支持，也使用了光学的接口技术。

IT技术部纷纷介绍说：以太网技术推广应用的速度很快。而在工业应用中，以太网的应用还是刚刚开始，只有二十多年的历史：首先是传统的4~20mA的模拟信号，HART网络；然后是现场总线，例如：Profilbus或者Foundation Fieldbus；直到最近的几年，才在工业领域中出现了工业以太网的解决方案。以太网工业应用的最大优点在于其垂直的集成方式：从整个网络出发，直到企业最高层次的IT计划和管理系统都可以利用传感器和信号发送器与现场总线的设备进行通信。对于用户企业来讲，这除了带来很高的工作舒适性以外还给用户带来了许多有用的新功能。借助于标准化的技术，可以在没有太多麻烦的情况下轻而易举的在所有的各个层次上登录、进入以太网；它具有很高的数据传送速率，即使是有众多用户同时登录以太网时也是如此。而这样的一些性能特征是在硬件费用不高的情况下实现的，因为它使用的是标准的工业电气元器件，而标准化的电气元器件有着多年的使用经验，已经是非常成熟的技术，因此能够快速并且经济的购买到。

以太网的易燃易爆防护、可测定性和应急备用方案

与其他IT技术相比，以太网在机床和工业生产设备中使用的时间较晚是有其原因的。首先是有三大障碍，而且这三大障碍还在一直试图阻拦以太网在机床和设备领域中的应用：

首先，以太网有时并不能及时的履行自己的职责，也就是说不能提供实时状态。因此，以太网采用了实时扩展系统，对不够实时的、数据信息传送缓慢和不可靠的TCP和UDP协议进行了补充完善，但还缺少统一的标准。

第二个阻力是基于安全可靠的考虑，许多用户希望得到冗余的网络结构和硬件系统。在出现意外时可以快速的转换到备用系统或者启用备用元器件。而这些要求，标准的以太网，包括采用了补充技术协议“生成树协议（Spanning Tree Protocol）”和“快速生成树协议（Rapid Spanning Tree Protocol）”的以太网都不能满足，或者说不能迅速满足。

图2 适用于易燃易爆危险场合Zone 1的Remoto I/O光学输入输出系统。

最后是应用的多样性。至少是在流程工艺技术中有关在易燃易爆危险场合中的通信问题、功率大小问题、网络部件和终端设备的问题，它们都必须提供可靠的防弧灭弧性能。

传统的以太网技术不能满足这三项要求。因为以太网最原始的应用领域是办公室：在办公室中没有提出那么多的要求，因此以太网的标准中就根本没有考虑这些方面。

即使是最新的过程设备，作为理想的总线系统项目样板展示介绍给外界的过程设备，也有着多种多样的版本系列和功率水平。很大一部分信号都是采用传统的联系方式。而远程I/O系统在大多数情况下都是一个非常可靠和高效的解决方案，而且具有很好的现场监控能力。符合时代潮流的远程I/O系统应能顺利的集成到现代化的通信环境中。从上世纪90年代起，当时需要的如果是一个Profilbus DP接口；而现在，人们需要的则是高速以太网的连接接口了。带有以太网接口的IS1变型模块就是一个现代化的、二合一的部件：一个由流程控制模块和网络模块集成在一起的部件。与其安装在一起的安装卡槽和其他I/O部件都是IS1系列中人们所非常熟悉的模块，例如，从而可以方便的从一种Profibus DP转换成新的控制单元。

适用于高要求工业应用

新系统的CPU和网络部件可以作为单独的部件或者作为冗余的备用部件连接到网络中：作为冗余的备用部件，它们是系统内部一个预先制作的网络。当以太网络出现意外故障时，远程I/O输入输出系统能在最多约200ms的时间内完成切换。以太网用IS1的传输率可达每秒钟100MB，采用的是目前最新的通信技术协议以太网实时通信控制协议Modbus TCP受到了Yokogawa Centum CS，Emerson Delta V或者Incensys系统的直接支持。它所采用的CTM解决方案允许在没有标准工具可用的情况下进行参数配置和故障诊断。即将推出的IS1以太网变型产品除了支持Modbus TCP通信技术协议以外还将支持FF HSE或者Profinet通信扩展协议。具有以太网应用能力的IS1系列还可根据需要与几公里外的光纤网连接。为此，可使用采用光纤的LWL开关：具有Ex IS保护性能的光学自保护总线接口将高强度的光纤强光控制在安全的水平之内，即使是发射出来的光，也都限制在单位平方面积允许的安全光能范围之内，从而保证了在有易燃易爆气体成分环境中使用的安全。