發布日期：2022-04-18 點擊率：85 品牌：施耐德_Schneider
冶金行業近年來不斷增加在技術改進和節能增效方面的投入，這既符合國家的產業規劃的要求，也是行業趨勢。Quantum Ethernet I/O系統是施耐德電氣PlantStruxure架構的新成員，配合施耐德電氣的以太網交換機可以構建目前唯一同時支持Ethernet/IP和Modbus TCP/IP兩種主流工業以太網協議的系統。本文以包鋼煤氣加壓站改造項目為例介紹施耐德電氣如何憑借以太網架構滿足用戶的技術改造需求，給用戶帶來更多的價值。 1 前言 Quantum Ethernet I/O系統具有如下特點：
傳統的現場總線由于實時性好、可靠性高、抗干擾能力強、連接方便、布線簡單在工業控制領域中得到了廣泛的應用。隨著控制系統連接的外部設備種類和接口越來越多，故障診斷等功能要求越來越高，傳統的現場總線受到的挑戰越來越大。
工業以太網以其通訊速率較高、協議開發容易互連、支持遠程訪問和遠程實時故障診斷、支持多種不同介質互連、支持網絡冗余和多種網絡連接方式等特點，在當前的工業控制系統中得到了廣泛應用。
Quantum Ethernet I/O系統是施耐德最新推出的，基于PlantStruxure系統的最新解決方案。該解決方案以Quantum PLC為核心、采用工業以太網Ethernet/IP協議作為主干網絡的通訊協議、連接現場Quantum 遠程IO子站、分布式IO子站、儀表、執行機構等現場設備。該解決方案在充分發揮了工業以太網的各種優點，支持以太網的常見各種服務的同時，并解決了以太網實時性差、可靠性差的缺點，極大的延伸了Quantum PLC的解決方案。
下圖為Quantum Ethernet I/O系統的典型架構：
開放、標準的通訊協議：采用Ethernet/IP協議作為IO主干網絡協議，同時還支持Modbus TCP/IP協議；
更靈活的系統結構：支持菊花鏈環、主環、子環和星型等結構，支持雙絞線、單模、多模光纖等多種通訊介質；
強大的故障診斷功能：多種硬件、軟件診斷功能及以太網的各種服務機制，極大的方便了系統的故障診斷，降低了對維護人員的維護要求，縮短了維護時間和維護工作量；
更高的可靠性：支持Quantum雙機熱備系統和菊花鏈主環、子環等結構，<50 ms的環網重建時間，提高了系統運行過程中的可靠性；
更多的擴展性：無需大量的修改，即可保證當前項目的整個生命周期的需求。同時，可以以多種連接方式接入更多的現場設備，大大擴展了系統的規模；
更高的過程控制處理能力：每個子站的輸入/輸出字數限制分別提高了7倍以上，同時支持31個Ethernet IO子站和128個分布式IO子站，更好的滿足了復雜的、模擬量信號較多的過程控制要求；
更好的響應性能：更快的信號采樣和輸出時間、更大和更快的數據處理能力等性能保證了系統具有更有的應用相應時間（ART）；
2 系統簡介
2.1 項目概況
包鋼擬新建一條年產120萬噸的H型鋼、鋼軌、鋼板樁生產線。根據軋鋼工藝的2+3方案則在包鋼廠區1#道路和2#道路的西南夾角軋鋼區范圍內的連鑄加壓站、無縫、高線及棒材擠壓站、軌梁加壓站及煤氣凈化設施等需拆除改建，在1#道路的北側和2#道路西側新建供友誼軋鋼廠、無縫車間、高線車間、軌梁車間、新高線車間及軌梁廠新建型鋼生產線使用的煤氣系統設施，配套水道、電氣、儀表等輔助設施。
包鋼軌梁廠橫列式軋機項目煤氣加壓站改造工程的主要目的是創建一套新的加壓站、混合站、壓縮站控制系統，保證6大車間煤氣設施正常工作的同時，實現對現場設備的遠程監視、控制和管理等功能。
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