接口设备是真正意义上的“幕后冠军”。大多数情况下，它们都默默无闻地隐藏在电气控制柜中无声无息地处理着数据。尽管有远程I/O设备的竞争，有现场总线系统的竞争，但在很多情况下接口设备仍然是处理模拟数据过程设备最有效的解决方案，例如天然气供应设备的解决方案。

在需要把现场仪器设备中的数据和信号传送到主控计算机系统中的时候，今天的过程设备用户很难做出抉择。有三种技术可供选择：现场总线技术，也称之为总线对总线的技术；点对总线的远程I/O技术；还有就是老式的、但很可靠的接口技术，也就是现场仪器设备直接点对点与计算机控制系统连接。

通往计算机主控系统的途径

这三种解决方案中最现代化的解决方案当属现场总线技术了。在这种数据传送方式中，现场总线的通信是直接经通信技术协议来实现的，例如通过Profibus总线技术协议或者FF基金会现场总线技术协议与总线系统保持联系。总线系统中的每一个仪器设备都是通信系统中的参与者。在点对总线的连接中，现场总线设备中的信号汇总在过程设备中的远程I/O工作站中，按照数字信号技术协议进行了转换，最后经总线电缆与主控系统连接。这样一来，SPS可编程序控制系统或者主控计算机系统就省略了一系列的输入输出电路板，取而代之的是只需一块总线模块。在过程自动化中常用的数据通信协议有Profibus，FF基金会现场总线，DeviceNet或者Modbus。

尽管这些总线技术对传统的信号传递方式——接口技术形成了压力，但是接口技术至今仍然有着自己的应用领域。每一个检测信号都从现场检测仪器中直接传送到控制系统中。这些信号首先都被电流分离开来，然后在它们进入SPS以及主控系统之前做好处理前的信号准备，或者转换信号的类型。这些信号分离处理的目的在于：保护主控系统不受信号干扰或者来自现场总线的有害干扰；对各流程生产企业的安全防爆措施给予支持。由于每一个信号都是单独发送给主控系统的，因此需要有数量很多的输入和输出通道。

在天然气供应领域中的应用

当只有为数不多的现场总线仪器设备需要从较远的外部引入到控制系统中时，接口技术就显示出了它的优越性，此时若采用远程I/O技术或者现场总线通信技术时成本就太高了，而这样的应用场合恰恰是天然气供应时的工作情况。Erdgas天然气公司负责网络控制的Karl－Heinz Markut先生说：“我们必须始终不断地对160处天然气供应点的数据进行连续监控。但接口技术的价格不是流程设备效率高低的决定性因素，现场总线技术在这里是根本支付不起的技术。”该公司为整个施瓦本地区和上巴伐利亚地区的165个城市和地区、7家分布较远的企业提供天然气；整个天然气输送网络中的管道总长度达到了5000km。与其相邻的天然气供应地区是南巴伐利亚地区。他们为上、下巴伐利亚地区的247个城市和地区以及24家远距离的企业提供天然气。为此，南巴伐利亚有着大约800km的现代化天然气输气管道。

图1 “每一个压力表、流速表和其他仪表检测到的数据，利用远程通信技术被 传送到主控制台。”
——Karl-Heinz Markut先生，施瓦本天然气公司。

这些天然气由一级供应商输送到地区供应商的中转站，例如由巴伐利亚天然气公司Bayerngas输送到施瓦本中转站或者南巴伐利亚中转站。中转站处一般有着完全不同于生产厂所在地的地理环境，因此无论是一级供应商还是中转站的供气企业一般都在这里安装使用了自己的输气量检测技术设备。这些检测数据都通过远程遥测技术进行传送，汇总到主控计算机中。在中转站中，对输送来的天然气压力进行调整，冬季约为60bar、夏季约为40bar，将这样高压力的天然气调整到家用液化气罐允许的压力：0.2~1bar；为企业用户调整到10bar左右。由于在减压过程中，温度可能降低到-20℃，中转站必须有加热升温装置，保障管道的温度在10~15℃之间。由于温度较低，会产生冷凝水，从而使天然气中转站的管道和设备生锈。除了加热设备以外，每个中转站还都有一套加味装置，使普通情况下无味的天然气有一股特殊的、难闻的气味。从而可以在出现意外情况时马上感到有天然气泄露。

测量和补偿

为了保障天然气供应的顺利，必须采集每一个中转站的特定检测数据并汇总到总控制台处。例如对中转站的输入压力和输出压力进行检测，测量天然气的温度，测量流量传感器的脉冲信号以确定天然气的流通总量。还有一些辅助信号，例如加味容器中的液体量多少，控制阀位置显示信号，有时还有一些露点传感器信号等等，它们都能保证天然气管道的线性加热。所有的传感器都允许在易燃易爆安全技术规范规定的Zone 1级别中使用。

Erdgas南巴伐利亚公司东部地区电子信息技术的负责人Franz Meiser先生说：“要定期的对总控制台处显示的信息与各个检测点检测到的数据信息进行比较，为此，我们采用了Turck公司的接口技术，一种带有显示屏的接口模块。而原来，我们必须对每一个压力表、每一个流速表和每一个其他检测到的数据逐一的在检测现场读出来，记录下来。而今天，这些数据都可以直接显示在19″卡笼的显示屏上。因此不一定非要派一位专家到现场去，任何一个人都可以通过电话把显示的数据上报给总控制台。”

即插即用的控制柜

不只是19″卡笼的显示卡，而且Karl-Heinz Markut先生还在施瓦本地区的天然气公司里采用了卡槽式电气元器件。因为卡笼式接口设备具有灵活多样的组合形式，所以Turck公司的用户能根据自己的要求选择所需要的解决方案。且这多种多样的选择性不仅仅体现在卡笼元器件上，而且也体现在19″的显示屏接口上。除了Turck公司接口设备的质量以外，其整体报价情况也使施瓦本天然气公司非常满意。Karkut先生说：“我们从Turck公司那里买到的是即插即用的电气控制柜，我们的职工只需在使用现场接通电源即可。除了接口设备之外，电气柜中还有我们要求的远程遥测技术设备。所有的电气元器件都完成了电缆连接，有相应的电气原理图和所有所需的技术资料。这对我们来讲是实实在在的高附加值。”

负责生产制造这些电气柜的是Turck Mechatec公司，Turck公司的一家下属子公司。它为所有领域中的工业自动化用户提供成套的、以用户为主导的电气控制解决方案，提供用户所需的特殊技术服务直至全套的、预配置好的控制柜和电气柜。从而使Mechtec公司能够对Turck公司的传感器技术、现场总线技术和电气连接技术以及接口技术进行补充完善，提供符合用户要求的产品。

“满足各种要求、可在全球各地使用的解决方案”

Ryan Kromhout先生，Turck公司过程自动化接口技术领域的产品经理认为：未来的一个最大要求是能够满足各种要求、可在全球各地使用的接口技术解决方案。

PROCESS：Kromhout先生，现代化的现场总线技术在过程自动化中得到了越来越多的应用。您对接口技术的未来不感到担忧吗？

Kromhout先生：完全不担忧！虽然现场总线技术在世界范围内的过程设备新建项目中或者部分设备的技术改造中占有了很大的销售收入，但是人们要清楚这些收入来自于哪些地区和国家，也就是说要知道销售收入产生的地理位置：例如东南亚地区、中国、印度或者俄罗斯的许多过程设备使用的仍然是接口技术。对于那里的过程设备操作者而言，接口技术给他们提供了许多的优点，例如无需专门培训过的现场总线技术人员。在接口技术中，只需一个万用表就足以确定过程设备的故障源。在Turck公司提供的现代化接口技术中，仅利用万用表就可以确定是短路还是断路。Turck公司利用其广泛的产品还对FDT技术给予了大力的支持，并且参与了整个市场的竞争，例如我们参与了西欧市场的竞争。

PROCESS：根据您的看法，在接口技术领域中为接口技术提出了哪些特殊的要求？

Kromhout先生：我的看法是：提供的全球范围内满足所有要求的接口技术就是对接口技术产品生产厂提出的最大要求。在增长的市场区域内，例如BRIC国家（巴西、俄罗斯、印度和中国）, 能满足基本功能的接口产品的每一通道的价格必须更加经济实惠。今后，所谓的空间占用，也就是一个电气控制柜所需的占地面积将会越来越小。在最小的空间，较少的电气柜，能安装更多通道的接口设备。除了基本功能以外，未来的接口技术还必须带给用户能够真正体会到的用途，例如：通过万能的通用供电电源简化电路图的设计，或者通过显示器独特的菜单引导方式简化故障查询。Turck公司在这种高附加值功能的研发工作中投入了大量的资金。如果谁喜欢舒适方便的工作，就请选择我们的DTM。它的帮助功能和各个功能中的曲线也相当丰富，使你可以根本不需要操作使用说明书了。

PROCESS：您大力宣传物理层的资产管理，也就是现场仪器设备与控制系统之间的联系。市场对此有什么反应？

Kromhout先生：根据我们提出的“资产管理”概念，物理层的实体也是一种需要管理的资产。资产管理是从流程设备的生产厂家那里开始的。人们经常的忽视现场仪器设备与控制系统之间的联系。Turck公司通过三大领域：点对点、点对总线、总线对总线三个层次来实现物理层次的资产管理，在这些层次中进行附加的诊断，并把诊断的结果纳入资产管理系统。我们的接口技术就是这样对现场的仪器设备、对控制系统进行监控的。利用FDT/DTM，能够实现对现场仪器设备的远程监控，另外可使用传统的19卡笼安全栅技术规格的电气设备。这样，Turck公司就成为为数不多、在不改变现有电气接线条件下能够为用户提供19卡笼安全栅资产管理可能性的供应商了。

PROCESS：您认为未来一年中接口技术的发展方向会怎样？

Kromhout先生：接口技术的市场将会像以前一样稳定，只是打上了地理位置不同的烙印。凡是在经济发展迅速的市场地域中技术水平跟不上现场总线技术的要求时，我们将会在这些国家和地区有很好的收益。我的看法是：包括未来，过程自动化技术各种应用领域中有相当一部分仍将采用传统的点对点连接技术，因为现场总线技术并不是在所有的应用领域中都能带来更多的附加值。但是，无论今天或者未来用户如何决策，Turck公司都将为各种电气连接方式提供自己创新性的产品：从接口技术到远程I/O技术，直至现场总线解决方案。如果某个用户因特殊要求不能直接采用我们的标准产品，我们将会借助于我们目前在德国的产品研发和产品生产力量为用户提供符合用户特殊需要的特殊解决方案。