艾默生电子布线技术应用艾默生：助力用户实现卓越运营|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

艾默生：助力用户实现卓越运营

作为流程行业DCS控制系统的老牌领军企业，艾默生一直以创新引领DCS技术与应用的发展。艾默生是工业自动化领域最先提出工业互联网发展方向的公司之一，早在90年代艾默生提出的Plantweb工厂数字管控网理念深入人心，引领了工厂数字化发展。随着新的工业物联网核心技术发展日益成熟，艾默生在原有Plantweb架构基础上进一步扩展提出Plantweb数字生态系统作为艾默生工业物联网基础架构，从数据采集普适测量、工业无线基础架构、数据分析到咨询应用的完整解决方案。DCS系统作为核心智能控制的大脑，对下实现与无线网关的NATIVE集成，对上与运营管理平台实现数据共享，并且加强内嵌式APC应用，发掘控制层数据价值，提升运营效率。

围绕实现用户价值打造核心竞争力

当前，随着新一轮工业革命浪潮的到来，工业制造企业的数字化、智能化进程日益加速，无疑给控制系统供应商带来前所未有的挑战。艾默生自动化解决方案系统及方案业务单元高级业务总监瞿昭表示：“在数字化时代，产品或者说技术只是核心要素之一。艾默生的核心竞争力是与用户建立新型合作伙伴关系，聚焦三个核心要素：科技、人、流程，实现卓越运营。”

艾默生自动化解决方案系统及方案业务单元高级业务总监瞿昭

正如其言，艾默生始终围绕实现用户价值打造其核心竞争力，控制系统解决方案部门就是最好的例证。瞿昭针对当前制造业数字化的三大需求对此作了详细的阐释：

其一，不断创新的先进技术。艾默生所有技术的创新都是来源于用户需求，石油化工等行业新项目规模越来越大，据统计全球50%的项目无法按时开车，25%的项目超预算。2010年艾默生推出电子布线技术，可以灵活按需配置I/O、极大减少现场桥架及电缆施工和机柜间面积、缩短传统的项目执行周期、实现对智能仪表的批量调试、大大提高变更的可执行性等特点，很好地控制了项目计划和成本。截至2019年5月，全球已经有176万片电子特性模块运行于1825个客户现场，运行时间高达433亿小时。

其二，工厂效率要提高人是关键，如何让数据为人服务，实现高效决策需要先进的软件工具，同时有经验的人员大量缺乏，需要快速培养。艾默生Digital Twin数字双胞胎技术，可提供一个虚拟平台，这允许企业将任何提议的运营调整在实际工厂应用之前，即进行无风险的实时测试。利用集成式控制和仿真平台，艾默生能够为实际工厂创建精确的数字复制品。被称为“数字双胞胎”的高保真模拟器与实时控制系统并行运行，使得先进测试成为可能。

其三，数字化工厂不是一天建成的，在这个过程中配合技术进步同时也要对生产运营管理流程进行必要的改进。比如针对开车后的运营管理操作人员需要随时随地获取过程和报警信息的需求，艾默生推出了DeltaVMobile，用户在手机上就可以查看过程和报警信息。艾默生全生命周期服务解决方案的精髓概括为“MRP”，也就是在产品全生命周期范围内给客户提供可维护性（Maintenance）、可靠性（Reliability）和性能提升（Performance）的服务。可维护性服务主要有全球标准的Sure Service分级服务ST100/200/300，客户可以根据自身不同情况，选择不同层级的维护服务；可靠性服务主要有系统升级、SIS安全验证、网络安全、资产可靠性管理等方案，帮助客户安全可靠运营；性能提升服务主要由控制和操作性能提升服务方案组成，例如回路优化、APC、先进报警管理、数字双胞胎、基于状态的控制（SBC）、高性能操作画面、电子日志等，采用数字化手段，帮助客户进一步提升工厂运营的效率。

重视存量市场致力未来发展

正是始终围绕用户需求打造核心竞争力的理念，让艾默生在流程行业DCS市场始终处于领先地位。据瞿昭透露，过去一年艾默生公司在DCS市场取得了骄人的业绩，赢得了中石化中科炼化一体化项目、万华化学百万吨大乙烯项目，除了石油炼化和化工等传统行业，也充分把握了制药、有色等行业的市场契机。

中国DCS市场经过多年的发展，竞争日趋激烈，特别是随着国产厂商的崛起，DCS价格不断回落。面对当前市场环境，瞿昭认为DCS市场潜在的机会仍在存量市场：“从发达国家的数据来看，往往存量市场带来的业务额要大于新建项目市场。另外，往未来看，出口和海外EPC项目也将会是一个潜在的市场。”

瞿昭表示，艾默生一直非常重视DCS的存量市场，服务好存量市场客户事关艾默生DCS在整个中国市场的品牌声誉，反过来也会进一步帮助艾默生DCS新增项目机会，因此，艾默生一直把存量市场业务作为公司的优先发展方向。

近年来，DCS的服务由于存量市场的壮大而发生了很大的转变。存量市场客户更多关注的是DCS的运营问题，如何保证DCS的可用性、可维护性、可靠性以及性能优化提升已经成为DCS服务的主流方向。加上最近几年工业物联网、智能制造的趋势，如何在现有DCS平台的基础上实现数字化转型，提升工厂智能化的应用服务需求也大大增加。

针对存量市场的特点，艾默生早在十多年前就已经设立了专职的存量市场销售岗位，经过近几年不断地发展完善，目前艾默生已建立了针对存量市场的专职销售、市场、方案和项目执行团队来应对目前存量市场业务的飞速发展。同时，艾默生也推出了专门针对DCS存量市场需求的多种产品应用解决方案来满足客户不同的需求。

此外，在行业拓展方面，瞿昭表示制药行业将是艾默生近期的重点突破领域：“DeltaV在全球制药行业一直占有很高的市场份额也是众多国际知名制药厂商的合作伙伴，几年前我们就开始关注中国制药行业，近来在生物制药行业取得了重大突破，树立了DeltaV在生命科学领域尤其是高端生物制药领域的品牌知名度。未来，我们会进一步整合相关的产品和方案，如MES系统、虚拟化技术、工艺仿真技术等，为生命科学行业提供更能满足客户需求和更具竞争力的解决方案。”

当前，传统DCS厂家不再局限于仅仅销售DCS系统本身，而是越来越关注以DCS为平台的“衍生”产品和解决方案，如先进控制、能源管理、移动解决方案等，对此，瞿昭表示：“这些解决方案的需求正来源于用户管理要求的提升。与DCS方案相比较，这些需求更加非标准化，需要厂家深入了解用户需求，比如不同行业对于先进控制的需求和生产工艺有紧密联系，同样是能源管理不同规模企业KPI设定千差万别。艾默生作为解决方案提供商，除了产品本身，更期待与用户分享我们在各行业积累的经验，共同进行应用创新。未来，艾默生公司将会继续在研发上加大投入，向中国市场投放更多满足中国客户需求的产品。”

摘自《自动化博览》2019年7月刊

说说通用IO（四）：霍尼韦尔的通用IO

控制系统的通用I/O技术

控制系统的通用I/O技术是指I/O模块的通用性好，同一个I/O点可以配置成AI、AO、DI、DO，甚至更多的信号类型。对控制系统的通用I/O技术来说，与上面介绍的显示仪万能输入技术相比，“万能”的对象由仅限“输入”扩展到“输出”，与IMP远程测控终端相比，通用的对象从模拟量仅有输入、开关量同时有“输入”、“输出”扩展到模拟量、开关量均有“输入”、“输出”。

现在说到控制系统的通用I/O技术时，通常认为是从艾默生过程管理2009年推出电子布线开始的。三五年甚至更长时间之后，国外的霍尼韦尔、横河、ABB、施耐德福克斯波罗、倍加福、伊顿、菲尼克斯、Computrols都推出了通用I/O技术，国内的和利时公司、浙江中控近年来也推出了应用这一技术的产品。

霍尼韦尔的通用I/O

2013年起，霍尼韦尔为Experion PKS、安全管理器和本质安全应用的通用解决方案提供通用（Unviersal）I/O技术，通用I/O模块是一个多功能卡件（简称UIO模块，见图5），可在一个IO模块内为32个可配置I/O点自由选择不同的I/O类型，如AI、AO、DI和DO，它有冗余和非冗余两种形式。

图1 霍尼韦尔公司的通用I/O模块它将通用过程仪表箱(UNIVERSAL PROCESS CABINET，UPC)放置在现场，其中包括最多6个32点通用ControlEdge900 IO卡件和冗余光纤通信模块，UIO卡件通过冗余的IO-Link现场总线与控制器通信（见图6）。

图2 霍尼韦尔的6×32点通用过程仪表箱与艾默生电子布线的卡件CHARM不同的是 霍尼韦尔的UIO模块是多点通用信号整体模块，没有可拆卸的单点信号卡件，其尺寸为150×100×50mm，非常小，重量仅0.5kg。第二个不同的是它采取了软件组态的办法定义I/O通道类型，实现了不更换硬件的通用I/O信号接入。每个模块的32个通用通道均可单独配置为AI、AO、DI、DO或AI/AO支持的HART7。但通用I/O的支持范围不包括温度仪表信号，温度信号输入送入128LLAI温度专用配线柜。通用I/O通过一个高速、容错的以太网组成一个I/O网络，霍尼韦尔采用了I/O自动查询技术，只要这个I/O通道是连接到I/O网络上，任何一个控制器就能够跟任意一个I/O通道通信，而以前控制器只能与它物理上相连的I/O通信。这样的话，可大大减少配置I/O和工程组态的时间。霍尼韦尔的通用I/O早期是用于Experion PKS DCS系统中，后又推广到在原HC900产品平台上改进的Control Edge PLC上（见图7），这使它成为可提供通用I/O功能的第一款PLC。在这款PLC上，采用了16点通用I/O模块（900U01-0100），它可以软件配置为DI或DO或带HART的AI/AO。

图3 可提供通用I/O功能的Control Edge PLC

自2013年年中到2017年9月，全球应用UIO模块的IO点数量超过2500万。正在设计中的中国南方某石化项目（据分析，可能是埃克森美孚惠州乙烯项目）使用了霍尼韦尔公司的UIO技术方案。

霍尼韦尔公司2019年推出的Experion PKS IO HIVE（Highly Integrated Virtual Environment，高度集成的虚拟环境）技术 ，是通过作为实现Experion IO HIVE技术的硬件——网络接口模块CN100（见图8），向上借助铜或光纤介质通过安全容错以太网连接到Experion控制器，向下连接位于机柜内的所有I/O模块。CN100是启用IO HIVE功能的设备，带集成防火墙、集成媒体转换，可选择充当20ms控制器，提供完全冗余的高性能控制，支持调节、顺序和逻辑控制，适用于成套设备和物理分布式控制应用。控制方案可以在冗余硬件中本地托管，这意味着在机柜这个层次可以单独调试，实施本地控制。