图1 新的excom系列产品提供了更加紧凑、可以在易燃易爆危险等级Zone 2环境中使用的模块支架和新的供电电源

Turck公司对适合于在易燃易爆危险场合中使用，基于安全防护等级Zone 1的Remote I/O系统进行了优化改进，使之能够在易燃易爆危险场合安全防护等级Zone 2中使用。同时，系统的功能有了明显的扩展和改进。新的excom系列I/O系统不仅可以在安全防护等级Zone 1的场合中使用，而且可以混合安装。

在涉及到把流程工艺设备大量的现场总线仪器连接到DCS控制系统中时，一般情况下有3种解决方案，即利用接口解决方案、Remote远程通信的I/O解决方案和纯现场总线技术的解决方案。其中，点对点的通信方式是传统信号传送方式的一种变型方式，即接口技术的一种变型方式。在这种变型方式中，检测仪在生产现场将检测到的各个数据信号直接传送到控制系统中。在“点对线”通信中，也就是Remote远程I/O通信中，现场仪器设备的信号都汇总到I/O工作站中，转换成数字信号，经总线电缆传送到控制系统中。这样，DCS控制系统就不需要配置很多的模拟或者数字I/O触点，而只需配置一个通信接口。

第三种方法是线对线的连接，也就是纯现场总线技术的信号交换连接。在这种信号通信方式中，相互通信的现场总线元器件直接利用通信技术协议相互耦合，例如利用Profibus PA或者Foundation Fieldbus通信技术协议耦合信号数据。这样，每一个现场总线仪器设备都是一个独立的，拥有自己的总线接口的总线系统。但拥有自己总线接口这一要求在许多应用场合中是无法实现的，因为所使用的拓扑结构比Remote通信解决方案要复杂得多。许多情况下，对于纯现场总线式的解决方案来讲，信号密度太高、或者是除了模拟信号之外同时还有二进制的数字信号，例如Namur传感器的信号。

在这种情况下，Remote远程I/O系统就是最有效的通信解决方案，因为纯现场总线技术的解决方案至今还没有一个标准。

不同物理层的组合

Turck公司利用大范围的物理层组合技术为每一种通信连接变型方式提供了针对具体要求优化了的解决方案。除了品种丰富的常规接口技术解决方案和大量的Foundation Fieldbus、Profilbus PA解决方案之外，Turck公司目前还向广大用户提供了Remote远程I/O通信解决方案：BL 20系列和excom系列的产品。模块化结构的BL 20 I/O系统最初是为工厂自动化而研发设计的，现在也增加了Hart功能的I/O模块和冗余供电系统，发展成为能够满足流程工业领域使用的系列产品。由于今天的许多现场总线仪器设备都是利用Hart通信技术协议进行通信的，因此安装使用的通信系统具有Hart兼容性非常重要，只有这样才能在Remote远程I/O工作站上使用Hart通信技术协议,实现数字化信号的通信和交换。

早在12年前Turck公司就利用excpm系统实现了易燃易爆无线领域中安全防护等级Zone 1的Remote远程I/O通信，最新研发的结构紧凑的模块和新的供电电源等，使得这一系统能够在安全防护等级Zone 2中使用。这一系统转发现场总线外部设备发送来的过程数据和故障诊断数据，必要时可以与Hart现场总线仪器设备建立通信联系。这样，这一系统就可以直接向控制系统提供数字式的流程工艺过程数据、故障诊断数据和设备管理数据了。而且其拓扑结构中所需的总线数量也明显的少于以H1为基础的Foundation Fieldbus和Profilbus PA等现场总线系统。

安装位置自由

新型excom远程I/O系统使得用户能够完全按照自己的想法自由的选择、确定安装位置。这一系统可以在易燃易爆安全防护等级Zone 1的环境中使用，也可在Zone 2的环境中，或者在混合式的爆燃-非爆燃环境中使用。这样，用户不仅能够在各种场合中使用的仪器设备中获得好处，而且也可以从统一的配置方式和外设、现场总线仪器设备的参数赋值中获得好处。

图2 excom远程I/O模块能够为各种不同的使用场合提供合适的解决方案

这一系列中，各种不同规格型号的产品具有相同的功能和操作方式。无论是使用GSD还是DTM作为设备管理器，都是统一的操作方式。一般情况下，这一系统可以在工作、使用中进行维护和改动。这里的改动既包括了增减1~2个检测点，也包括为整个系统加装其他模块，具有扩展性。将来，excom系列产品还将得到冗余系统的支持。

符合Ex-i安全要求的外部设备能够支持安全防护等级Zone 0、Zone 1和Zone 2的信号处理和现场总线仪器设备控制。当这些外设安装在安全防护等级Zone 1和Zone 2中时，为了尽可能的在现场附近采集信号数据，可以为这些设备配备自保性能优化了的供电电源，保证系统电压的稳定和安全。与现场总线仪器设备的接口，例如Profibus DP现场总线的连接接口同样也具有自我保护的能力。基于这样的配置，整个系统在易燃易爆危险场合中使用时就有着很高的安全可靠性了。

Ex-i级的外设现在也可以在非易燃易爆危险场合中使用。新研发的模块支架保证最多可以提供24个I/O端模块，这大大地降低了安装成本。由于Turck公司专门开发了适合于在这种情况下使用的供电电源，因此整个系统的结构更加紧凑。目前，在Zone 2级易燃易爆危险场合中使用的excom电气盒中，有空间再加装控制阀块或者负荷开关。由于使用了专用的网关把Ex-i外设与现场总线系统隔离起来，因此可以省略单独的、具有自我保护能力的RS 485-IS接口。即使是在纯粹的非易燃易爆场合中使用，用户也可以从二次开发的excom系列产品中受益，尤其是数字化输出，因为现在增加了一个输出电流达到0.5A时断开的继电器输出端。

无需调试

长期以来，Remote I/O系统都必须与控制系统耦合，以便能够对所连接的现场总线仪器设备进行测试、调整。由于此时必须保证两个系统都可以正常使用，因此常常存在等待的时间，尤其是一个系统有着很大的重新安装工作量时。

利用新的excom-DTM和网关中扩展通信功能，现在的excom工作站提供了新的可能性。用户可以在上一级主控系统一级主站尚未建成时利用Profibus现场总线网络简单的启动外设和现场总线的仪器设备。此时，只需使用Ethernet-Profibus两大网络系统的耦合器PB-xEPI就可以了，或者有合适的替代解决方案——一个Profibus现场总线的登录点。

这时，PB-xEPI耦合器发挥了一个2级主站的作用，它能够周期性的与各个excom工作站进行通信。若同时有一个1级主站也周期性的向现场总线仪器设备发送通信信号，不会对耦合器的工作产生影响。在整个控制系统中增加PB-xEPI耦合器是非常必要的，这样可以随时启动流程设备工作的任何一个设备部件。

利用FDT-Frame，例如PACTware软件，可以扫描所有Profibus现场总线系统连接的元器件，并将扫描结果填入工程项目的框架目录中。最后，设备安装调试人员可以在线对所有外设模块和Hart现场总线仪器设备进行调试。例如对整个现场总线的电缆连接进行检查，对Hart现场总线仪器设备的DTM进行故障诊断和参数配置。按照这种方法就可以验证现场总线系统与主控系统之间的连接情况。

增加检测点

利用新的excom系列产品使得用户可以在现有系统运行的同时增加现场总线元器件并设置参数，例如：运行过程中的热配置（HCIR）、网关和DTM支持在整个系统运行的情况下增加新的检测点，或者增加新的模块，把它们交给DCS主控系统，并进行启动和测试。这样，无需改动主控系统就能够有目的地把新增设备连接到控制系统之中，并对其进行验证。

这里的DTM能够按照通道的方式把长期以来I/O模块一直未激活的通道激活，无需操作者向主控系统报告没用的诊断信息。可以利用这一通道对新增的现场总线仪器设备进行连接、功能检测、启动和调试。

在成功的完成新增现场总线仪器设备的测试之后，就可以把这些仪器设备连接到生产过程之中。这种检测点增减的应用可能性几乎没有限制，同时也可以在流程设备生产运行的同时把成套的新的I/O模块连接到流程控制系统之中。

利用DTM实现企业软件的升级

由于excom远程I/O系统的新功能体现在网关设备的功能控制方面，因此它还支持企业软件系统的现场升级。企业软件系统的现场升级是在excom系统DTM和基于DTM操作的excom现有网络的帮助下完成。这样，新的功能就可以毫无阻碍、无延迟地从中央控制系统复制传送到整个系统中实现全系统的升级。

主控系统中的Hart功能

今天，现场总线层次的信号传送仪器设备几乎都能够传送辅助信息。这种除了传送检测信息以外还可以传递辅助信息的功能称之为智能化传输。这种传输大多数情况下都是通过Hart标准协议进行的数据传输。但在许多实际生产中这种智能化传输实现不了，因为多年前安装、相互分离的通信系统不经过Hart系统。人们把这种情况称之为搁浅了的Hart信号（未输送的Hart信号）。为了避免这种情况，就需要使用支持Hart通信的Remote信号I/O解决方案。excom系统通过Profibus现场总线系统可以直接把Hart功能与主控系统联系起来。