工业领域，可以按照生产方式分为两大类，一类是连续生产方式，如石化、化工、制药等行业统称为流程工业；另一类是非连续性生产的方式，如汽车制造业等，称为离散工业。本文将以ASCO Numatics品牌的G3系列总线型阀岛为例，分析总线型阀岛在流程工业的应用优势。

工业控制系统概述

工业控制系统的建立，其目的是为了在一定程度上替代一部分人的工作，提高工业领域的自动化程度，提升生产效率、产品质量及生产安全，降低综合成本。所以，从控制系统来看，工业控制系统与人体控制系统有非常类似的地方。控制器犹如人类的大脑负责处理各类传感器提供的输入信号信息，通过运算再给各类输出设备下达执行命令。

传统的远程I/O点对点式与总线型阀岛的区别

以DCS/PLC的远程I/O为例，传统的远程I/O点对点式是通过电线将每一个输入和输出设备与控制器的输入/输出模块通过电缆进行物理连接。这种形式在应用上有一定限制。从经济效益来分析，通常只有在布线距离小于20m，每个接线箱的输入及输出点数小于100点的情况下，才比较适合采用这种形式的连接。但是电线、端子排等附件、人工和安装调试时间等都会制约传统点对点式的使用。

总线型阀岛是控制器的通信单元与总线型电磁阀岛之间仅通过一根通信电缆进行连接，所有的输入／输出信号都是通过总线进线数据通信。其主要优点是即使选择不同品牌的系统硬件和阀岛硬件，只要符合相同的总线协议均可以通过通信电缆连入控制系统中。这样可以大幅减少从阀岛箱到控制系统和现场设备的电缆、附件、人工及安装调试的时间和材料成本，从而降低项目综合应用成本。其成本效益可在布线距离大于50m，及输入/输出点数大于100点的情况时体现得更加明显。以ASCO Numatics的G3系列总线阀岛为例，其一个总线网关最大可支持544输出/256输入点，主阀岛与分支阀岛之间的距离最长可达35m，其灵活的分支连线形式使得阀岛能更加靠近现场设备，与传统点对点式相比，原来输入/输出元件需要物理连接到控制器的输入/输出模块，采用总线型阀岛后这些元件只需连接到电磁阀岛上的输入/输出模块，布线距离大幅降低，设备的响应时间也得到了提升。G3系列阀除了可提供除数字量输入/输出模块外，还能提供模拟量输入/输出模块，RTD模块等，可满足流程工业领域的各类应用要求。此外，G3系列总线阀岛能支持当前市场上几乎所有主流的总线协议，例如：Device-Net、Profibus-DP、ProfiNet、EtherNet IP、Modbus TCP、Powerlink和EtherCAT等。

诊断功能在流程工业的重要性

在流程工业领域，控制器、I/O系统、现场设备乃至最终的控制元件的状态信息对于整个工厂的正常运行是非常重要的。及时的诊断信息能帮助维修员快速地修复故障，节省数小时或数天的维修时间，挽救巨额的经济损失。当前，如果控制器和I/O子系统均来自同一品牌，那么这些I/O模块甚至现场设备的诊断信息是很容易通过DCS或PLC获得的。但实际情况是，在流程工业的应用中，控制器、总线阀岛和仪器仪表等往往来自不同的品牌。这使得系统集成商，往往不知道如何获取I/O设备或者总线阀岛的诊断信息，甚至有的根本不清楚有这些信息存在。例如电磁阀岛上的某片电磁阀控制着一个关键阀门的开关，当这片电磁阀出现短路或者开路故障时，如能获取故障信息，并作出及时的修复可能会降低非常大的经济损失。ASCO Numatics公司的G3系列总线阀岛提供了3种不同方式方便用户获得及时的诊断信息。

LED显示屏——视觉诊断

G3系列总线阀岛的每个模块上都有一个LED显示屏，可直观地为现场点检人员提供清晰的状态信息。（包括短路、开路、通信丢失、模块丢失、电压报警和模拟量超限报警等超过10种诊断信息）

诊断字——逻辑诊断

这些诊断字对应相应的视觉诊断点，可将这些诊断字编入程序中，这样在遇到故障时可以及时地获取信息。

网页诊断

若采用工业以太网协议，如EtherNet IP或Modbus TCP等，可通过局域网获取不同G3总线阀岛的状态信息。也可通过在设备附件设置局域网热点，通过手机也可查看G3总线阀岛的状态信息。

结语

在中国，流程工业的自动化及信息化程度正在不断提高，也越来越受到重视。总线型阀岛作为整个控制系统中非常重要的一个环节，可帮助用户降低综合应用成本的前提下，提升工厂的信息化程度，缩短项目的安装调试及停车维修时间，降低风险损失。希望能有越来越多的用户了解总线阀岛的应用优势，能够将其应用起来，为中国的流程工业的进步添砖加瓦。