Ñ è y - cechina.cn · = Ñ è y h c Ø ² g m e µ µ ß ° æ p ³ g 5 ; Þ æ ( i º = Ñ è y...

CONTROL ENGINEERING China is a trademark of CFE Media LLC.All rights reserved.

追踪全球工控与自动化领域的发展

2012年 07月第06期

总第79期

中文域名：控制工程中文域名：控制工程中文域名：控制工程

20

12

年0

7月

第0

6期

总第

79

期 C

ON

TR

OL

EN

GIN

EE

RIN

G C

HIN

A

过程控制系统何时才能与安全系统共享现场设备？18

23 给HMI 增加视频

功能

28 优化工业网络的

信号清晰度

30 远离自动化系统

集成的噩梦

33 让操作人员效率

更高

Lexium PAC LMC058+Lexium32LMC058 Lexium 32 BSH BMH

Lexium PACLMC058 Somachine 8Lexium32

Lexium23PlusLexium23Plus

I/O CANopen BCH 20

Lexium Integrated DriveLexium Integrated Drive

3/

I/O

Lexium23PlusLexium32

LMC058

www.SEreply.com : 49401f 400-810-8889300

Lexium Integrated drive

©2012 Schneider Electric. All Rights Reserved. Schneider Electric is owned by Schneider Electric Industries SAS or its affiliated companies. All other trademarks are the property of their respective owners.

www.cechina.cn • CONTROL eNGINeeRING cHINA | 2012.07 1

www.SEreply.com : 49396f 400-810-8889

MachineStruxureiPad 2 300

50%Machine

HMIGXO XBTGK XBTGHHMISTO

ATS22ATV12/303

M238M218

/ /

I/O(CANopen) (CANmotion)

(Modbus RTU)

LXM23+ OTBI/O

XBTGT HMISTU

M258 LMC058

ATV312/32/71 LXM32

(Modbus TCP/IP& EtherNet/IP)

I/O(SERCOS III)

LMCx00C SLC x00

TM5I/O

LXM62

M218/M238/ /

Canopen

M258/LMC058 /Canopen

CANmotion

LMCx00 SLCx00SERCOS III

©2012 Schneider Electric. All Rights Reserved. Schneider Electric and MachineStruxure are owned by Schneider Electric Industries SAS or its affiliated companies. All other trademarks are the property of their respective owners.

2 2012.07 | cONTROL eNGINeeRING cHINA • www.cechina.cn

Think AgAin编辑寄语

嵌入式 PLC　　　迎更大市场机遇

北京 FA/PA 展上，本

人参加了多场论坛

和技术研讨会，其

中包括在 2012 年 6 月 21 日

下午 PLCopen 组织主办的论

坛。核心话题是嵌入式 PLC

的开发。论坛地点设置距离主

会场很偏的一个位置，好不容

易才找到。场地也不算大，人却爆满。这

多少也说明大家对此话题的关注热度了。

对于嵌入式 PLC, 此论坛讨论的范畴

是采用 SoC 嵌入式片上系统芯片和嵌入

式开放式开发平台实现 PLC 功能，并符

合 IEC61131-3 标准编程的 PLC 产品。相

比通用性 PLC，这样的基于片上系统的

PLC 显然是定制化的开发。而其基于相关

国际标准，就能保证其足够的开放性。对

比通用PLC，嵌入式PLC优势包括低成本、

低功耗、良好的开放性、功能完备、软硬

件 / 人机界面 / 通信功能设计灵活、易于

裁剪等特点，非常适合各档次机电设备控

制部分开发的定制化需求。软件开发支持

梯形图五种标准编程语言，在市场上有遵

循国际标准即 IEC 61131 和 IEC 61499 的

开放式开发平台可以选择，如 CoDeSys,

ISaGRAF 等。

杭州电子科技大学计算机学院教授，

智能与软件研究所所长严义教授在论坛上

的演讲中涉及了关于他领导的团队在嵌入

式 PLC 的研发方面所取得的成绩。其核

心就是研发了一种嵌入式构架 CASS（计

算机辅助设计专用系统）。它是从硬件到

软件对现有机械设备控制器进行构造和设

计的工具，基于嵌入式平台，以可编程

SoC 为核心，采用构件技术，支持现场可

编程和动态定制。CASS 集 PLC 和专业控

制系统之长，可将各种单片机组成的专用

控制器升级到 PLC，它实现了从控制器自

动化生成到人机界面（HMI）的软硬件设

计。CASS 开发平台形成的 PLC 新结构主

要特点包括：软硬件开放，I/O 自动配置

附加网络配置，传感器与 PLC 结合，PLC

增加了可编程与数控语言结合，操作系

统微内核化，硬件设计 CAD 化，过程控

制组态语言与方法模块化。严教授指出：

嵌入式 PLC 可完成视觉识别、运动控制、

高级控制算法等多项任务，目前 FANUC、

ABB、三菱等机器人厂商都在加速其对

PLC 应用的嵌入式化。

严教授的 CASS 开发平台已成功应用

于电梯控制、净化设备、塑胶制造设备以

及纺织机械等。在和我的交流中，他指出：

就电梯行业本身，全国每年新增电梯至少

30 万台以上（有网络数据显示，2011 年

全国电梯产销量约 45 万台），仅此一行业，

应用嵌入式 PLC 的市场前景已尤为可观。

严教授此前率团队和西子奥的斯电梯成功

解决了长期困扰我国电梯业的自动控制安

全性设计的技术难题。

在展会同期，还有一个技术论坛讨论

实时性控制与以太网通信的开发技术，是

由 TI, ST 等芯片巨头举办。显然，这些电

子类的厂商也开始意识到自动化领域的潜

在市场，从而推销用自己的芯片设计控制

类产品。这虽然无法撼动传统 PLC 的市

场格局，但却应该会给嵌入式 PLC 发展

带来更多来自底层硬件厂商的支持，从而

降低技术的门槛。

嵌入式 PLC 显现更多的市场进入机

会。然而，传统 PLC 面临的挑战也许却

更多的是来自于 PAC 和微型 PLC。据美

国 CE（CONTROL ENGINEERING）相关

报道称，大多数微型 PLC 也都是适时地

采用了 IEC61131-3 编程标准。所以它们

同样具有相关的各种好处：如可重复使用

的代码，独立于处理器的编程环境，可使

用在不同品牌 PLC 之间通用的手持编码

器，更快的用户掌握效率。

主编 [email protected]

追踪全球工控和自动化领域的发展

Content Specialists/EditorialMark T. Hoske, Editorial Director630-571-4070, x2214, [email protected] Zhu, Editor-in-chief010-57166346, [email protected] Jin, Executive Editor010-82052768, [email protected] Jin, Editor021-62089773, [email protected] Wen, [email protected]

Contributing Content SpecialistsPeter Welander, Content Manager630-571-4070, x2213, PWelander@CFEMFrank J. Bartos, P.E., [email protected] Katzel [email protected] VanDoren Ph.D., P.E., [email protected] Gill, European [email protected] Lukasik, Russia [email protected] Kurzac, Poland [email protected] Katrusak, Czech [email protected]

Publication ServicesStone Shi, Publishing Director010-82053688, [email protected] Wang, Circulation Manager010-82052768, [email protected] Lv, Web Production Manager010-57166346, [email protected] Wang, Marketing Manager010-82053688, [email protected] Wang, Design [email protected]

Publication SalesHe Wen, Account Director(0)18610068982, [email protected] Ling, Sales Manager(South & East China)(0)18616890973, [email protected] Xia, Sales Manager(South & East China)(0)18616877918, [email protected] Hoffman, Midwest/South East US248-538-8804 [email protected] Rice, Midwest US630-571-4070 x2206 [email protected] Seibert, West Coast US858-270-3753 [email protected] Timbol, East Coast US978-929-9495 [email protected]

北京 Beijing地址：北京西城区新街口外大街28号

DRC产业基地102号楼205室 (100088)Add： Room 205, DRC Industrial Base,Xinjiekouwai Street, Xicheng District, Beijing 100088, ChinaTel: +86-10-82053688 Fax: +86-10-82052768

上海Shanghai地址：上海市静安区康定路1033号

同济佳苑401室（200042）

Add：Room 401, Tongji Garden, No.1033,Kangding Road, Jing’ an District, ShanghaiTel: +86-21-62089773

CONTROL ENGINEERING China is publ ished through copyr ight l icense f rom CFE Media LLC. I t

is distributed free on a controlled basis to 15,000 qualified control managers and engineers in China.CONTROL ENGINEERING China is a registered trademark of CFE Media LLC. All rights reserved.

Control Engineering Information.


专题文章

封面故事18 过程控制系统何时才能与安全系统共享现场设备？

安全仪表系统(SIS)和基本过程控制系统(BPCS)有时可以共享组件，但必须经过仔细分析。

技术文章23 给 HMI 增加视频功能

工厂车间和远程站点需要对作业情况进行更细致和精确的监视——这种需求刺激了支持视频

的显示器的发展。更先进的摄像头、更强劲的处理能力、更大的存储空间以及更好的互联性

能如同一场风暴，吹遍了几乎每一个工厂。

28 优化工业网络的信号清晰度

30 远离自动化系统集成的噩梦

33 让操作人员效率更高

36 工业以太网信号清晰度

控制之窗

编辑寄语2 嵌入式 PLC 迎更大市场机遇

CE视点4 西门子：用行业的语言与行业交流

6 利用 MES 实现有重点的企业精细化管理

方法与技巧7 运动控制系统集成：被忽略的三点

机器安全8 机器安全的目标评估

应用案例38 简便的运动系统集成：可操作的策略和工具

40 高效的锅炉控制编程

42 用 IPC 整合 PLC/CNC/HMI 全功能

行业聚焦44 风电场高效运行的六个最佳做法

45 上海电气风电控制系统实践

技术进展48 工业自动化和云计算

专栏50 因特网智能对象联盟完成了互操作测试

技术之源56 无线局域网

新闻 12

新品发布 52

2012年07月刊Jul. 2012

第07期总第79期

ConTenTs 目录

追踪全球工控与自动化领域的发展

Sense it! Connect it! Bus it! Solve it!

天津市西青区兴华四支路18号（300381）电话：022-83988188 / 83988199 传真：022-83988150邮箱：[email protected]

BL20

● 确保整个系统的可靠性； ● 冗余电源自动切换； ● 具有诊断功能和LED故障显示；

● 专业IO-Assistant配置软件。



西门子：用行业的语言与行业交流

Ce insighTCE视点

近日，CEC 记者在西门

子（中国）有限公司

北京总部采访了西门

子（中国）有限公司工业销售高

级副总裁、工业销售集团行业领

域总经理张天贵先生（以下简称

“张”）。就西门子近期所做的全

球架构调整、针对自动化产业发

展变化带来的挑战所采取的应对

措施、及其背后的新的战略理念

展开话题，以飨读者。

CEC: 我们能否认为西门子

公司完成全球架构调整的重点

之一就在于您所负责的垂直行

业上呢？

张：您可以这样理解。为

了更好地顺应市场发展的新需

求，把握市场发展动态，西门子

于 2011 年 10 月进行了内部结构

的调整 , 在原有的工业、能源和

医疗三大业务领域的基础上，新

成立了第四大业务领域——基

础设施与城市（Infrastructure &

Cities）。原来隶属于工业板块的

交通、照明、楼宇科技等业务，

隶属于能源板块的配电业务，都

归并到新的基础设施与城市业务

领域。借此次架构重组，西门子

工业业务领域制定了新的全球发

展战略，就是要深入垂直行业，

同时开拓服务型业务，这是西门

子提出的 GIVAS 战略（Growth In

Vertical Markets And Services）的

核心。我所负责的部门—工业销

售行业领域，就是这一战略的重

要组成部分。

CEC: 这种行业服务的形式

较以前公司业务模式有何本质上

的不同吗？

张：多年以来，西门子立足

于领先的产品技术和服务，一直

居于工业自动化领域的领先地位。

西门子此次改变的最大亮点，就

是以各种行业市场的需求为主导，

打造更专业的行业团队，通过对

产品线和服务体系进行优化整合，

更有效地为特定行业的用户提供

解决方案。

最显著的变化，是我们现在

要讲“客户的语言”。过去我们谈

的更多是产品自身的特性和优势，

现在则更多地与用户交流其工艺

流程和行业的技术要

求；过去我们是产品

技术专家，现在则代

之以行业专家。在新

的业务模式中，西门

子的业务人员也要重

新定位，首先要充分

理解客户的需求，然后定位自己

怎样能与之契合。以前，一个产

品专家需要懂得西门子多种产品

的技术细节；现在，一个行业专

家不但要了解相关的产品，还必

须懂得行业。这样，我们才可以

更好地迎合客户的行业思维和专

业语境。

CEC ：西门子一直在积极倡

导全集成自动化策略 TIA，而组

建垂直行业的业务单元是否正是

对此策略推广最有力的响应呢？

张：当然。过去我们倡导 TIA

（Totally Integrated Automation），是

指基于我们提供的产品和技术

能够实现 TIA 这一理念；现在谈

TIA，我们更看重给客户提供整体

方案这一思路，无论产品全部还

是部分来自西门子，我们都要帮

助客户实现这个概念。西门子全

球的行业业务单元都是如此。比

如在化工领域，西门子的化工事

业部并没有真正意义上的自主产

品，它具备的是在化工行业中的

应用经验，能为化工客户提供一

系列的整体解决方案。方案中所

涉及的一切产品和技术，比如自

动化、网络通讯、现场仪表、驱

动设备等，我们可以把它们理解

成后台的产品单元；行业业务部

门在前台把这些产品单元整合到

一起，根据行业的特定要求和化

工客户的特殊需求来加以对接和

实现。垂直行业的业务单元负责

整合所有与该行业相关的产品、

服务、系统解决方案以及整个生

命周期内的服务。在过去，西门

子的商业模式大多是一种产品线

推向各行各业；如今，在一个行

业经理的背后，有一系列适用于

此行业的技术方案和产品，来满

足和支撑其客户。

CEC ：在跟客户交流的细节

当中，行业专家有提供专业完整

的解决方案的优势和经验，但这

是不是说所有的客户都愿意接受

这样？如果用户对项目采购有更

多的主导性要求和参与的主动性，

行业专家的大一统方案形式是否

将受到挑战？

张：我们在各行业中做产品、

系统、解决方案和服务这四大类

业务。用户采用西门子解决方案

张天贵

西门子（中国）有限

公司工业销售高级副

总裁、工业销售集团

行业领域总经理

毫无疑问，行业专家能更高效地把握用户

的专业需求。两到三年内，西门子垂直行

业业务模式的优势将会显著释放出来，行

业用户也将因此而广泛受益。

文章下转第 8 页


FEATURESCover Story

18 When can the process control and safety systems share field devices?An SIS and BPCS can sometimes share components, but not without careful analysis.

Technology Features23 Adding video to your HMI

Growing demand for a more precise, accurate eye on operations—on the plant floor and in remote locations—is fueling the use of video-enabled displays. And advances in cameras, processing power, storage capacity, and connectivity are creating the perfect storm to put this technology within reach of nearly every plant.

28 Optimize signal clarity in an industrial network 30 Nightmare recovery 33 Making operators more effective36 Industrial Ethernet signal clarity

DEPARTEMENTS

Think Again2 There could be a greater opportunity on embedded PLC market

CE Insight4 Siemens: use the language of industries to communicate with

industries6 Utilize MES to achieve a focused fine management

TIPS & TRICKS 7 Motion system integration, 3 overlooked points

Machine Safety8 Are you staying on target with industrial safety?

Application Update38 Easy motion system integration: practical strategies, tools 40 Efficient boiler control programming 42 Industrial PC serves as PLC, CNC, HMI

Inside Industry44 Six best practices for the efficient operations of wind farms45 Application of wind power control system for Shanghai Electric

Technology Update48 Industrial automation and cloud computing

Column50 Internet protocol for smart objects meets interoperability test

Back to Basics56 Wireless LAN

NEWS 12

PRODUCTS 52

ConTenTs 目录



Ce insighTCE视点

利用 MES 实现有重点的企业精细化管理

伴随各种高新技术在自动

化行业的渗透，MES（制

造执行系统）已被成功

应用于企业精细化管理，成为生

产活动与管理活动信息沟通承上

启下的关键因素，帮助企业实现

实时化和透明化生产管理。

精细化管理助力企业高效运营在企业生产中，很多采集的

数据分散存储在变频器、监控软

件、控制器或者财务系统的数据

库里没有加以充分利用，通过罗

克韦尔自动化制造执行（MES）

解决方案利用及时、正确的信息

数据，可全面提高制造执行能力，

实现产品质量定位、有效控制库

存、改善生产流程，并提供强大

的集成化服务，同企业内部各个

系统进行高效连接和通信。通过

在生产管理中引入 MES 应用，不

同角色的工厂人员能够获取各自

关心的信息，企业高层可清楚整

体生产效率和企业盈利状况，财

务人员获得关注的生产成本信息

和资产回报率，生产主管或维护

人员则及时了解设备运行情况，

便于提高设备效率。

Keith 认为：“MES 与工业控

制和工艺流程特点紧密结合，这

就要求既具备对设备运作和生产

流程的深入了解，又必须关注

企业管理信息化与数字化。”领

先的自动化厂商提供的不仅仅

是 MES 系统，更是一个基于生

产运营管理的集成平台，形成整

体的生产管理解决方案。罗克韦

尔自动化同时关注制造智能 MI

（Manufacture Intelligence) 和制造

运营管理 MOM（Manufacturing

Operations Management），已经

成功地将底层自动化直到信息层

整合到 FactoryTalk 平台，实现

业务流程、信息数据和底层设备

数据的无缝融合，大大减少了系

统间的集成与开发工作，提高了

系统的稳定性和高性能，其开放

性也确保可与第三

方软件或其他自动

化系统无缝连接。

Keith 表示：“对于

用户而言，在自动

化控制系统运行基

础上，进一步与管理决策信息系

统集成起来，将底层数据信息及

时形成决策信息是关键。”

行业特性决定 MES 应用重点MES 的实施往往具有较强

的行业特性，凭借在制造行业的

丰富经验，罗克韦尔自动化重点

关注汽车、生命科学和 CPG（快

速消费品）三大行业，并和系统

集成商、解决方案合作商一起不

断拓展其他领域。Keith 称，MES

系统针对不同行业有不同的应用，

生产过程自动化程度不同，法律

法规不同，不同行业追踪的关注

点也不同。比如汽车行业自动化

程度高，制造商需要应用 MES 系

统实行订单的排产和物料清单管

理，并选用准确的物料和零部件，

缩短作业周期，实现零库存；制

药行业和生物行业最关心的是合

规和文档管理；CPG 行业重点关

注如何最大限度地保证机器设备

持续运转，提高设备效率。“各行

业的需求特点不同，正是我们选

择通过基于集成平台来构建行业

解决方案越来越重要的原因。” 罗

克韦尔自动化既提供 MES 平台，

也在平台上提供具体的行业解决

方案，进一步引导并满足行业企

业应用需求。

部署 MES 需“排优先级”出于对质量安全的考虑和生

产成本的节约，越来越多的企业

决策者认识到 MES 实现精细化管

理的益处。Khristopher 强调，企

业在部署 MES 时需要重点关注两

个方面。其一是“不要贪求大而全，

奢望一次性解决所有问题”。有重

点地选择先解决部分问题是明智

之举。尤其对于小型或自动化程

度不高的企业来说，首先应选择

初始投入不大但回报较明显的容

易改进的地方做起，比如应用分

对于用户而言，在自动化控制系统运行基础

上，进一步与管理决策信息系统集成起来，

将底层数据信息及时形成决策信息是关键。

（右）Keith W.McPherson

罗克韦尔软件市场发展总监

（左）Khristopher Kammer

罗克韦尔系统集成商信息解决方案及能力发展经理



在进行控制系统集成的时候，工程师们最

容易忽略哪三个方面呢？答案就是机电

一体化、可扩展性以及为运动系统集成

使用同一个架构。

1. 机电一体化：很多工程师不能保证在机械集成的时候选择

规格合理的系统元件。规格过高或者过低的元件都

会带来不必要的花费，并且降低系统当前和长期的

性能。举例来说，机器制造商一般在试车之前都无

法发现电机的功率是否能够精准的符合应用要求。

重新回头去挑选新的电机既浪费钱又浪费时间，所

以机器制造商倾向于采用功率大很多的产品。然

而，功率太大也意味着成本增加，功率更大的电机

一般更为昂贵，还会影响到应用的动态性能要求。

除此之外，大型电机需要耗费更多的电能，这也增

加了机器生命周期中的能源成本。

在虚拟的环境中寻找规格合适的电机，对于

机器制造商来说是一个性价比很高的方案，可以快

速的优化系统性能和能效。

2. 可扩展性：传统架构对于大多数的工厂自动化应用（比

如安全、运动和流程控制）都需要分散的控制架构。

因为每一个平台都有一个独特的设计环境、用户界

面和供应商支持模式，这就增加了不必要的复杂

性。全新的控制方法可以帮助机器制造商在同一个

控制架构上实现标准化，同时提供一个通用的应用

运动控制系统集成：被忽略的三点

Paul Whitney

工程师在进行控制系统集成的时候应该更加关注机电一体化、可扩展性和使用

一个自动化架构的优势。

编程和配置环境。这个标准化的过程帮助提高了设

计的灵活性，提供了控制系统可扩展能力，并可以

跨平台使用。

3. 单一的开放式网络架构：过去，运动控制应用需要自己的专用网络，

任何希望集成控制功能的工程师对于多层次网络

策略带来的麻烦都再熟悉不过，无论是通信问题

还是大量的线缆，都让人感到头痛。但是，我们

不能因此就停止集成运动功能。通过用一个标准

的网络架构取代多层次网络策略，机器生产商和

制造企业可以降低他们的工程、试车和安装时间

以及集成风险。

方法与技巧

Motion Analyzer 软件可以与 SolidWorks 和 RSLogix 5000 连接，通

过计算惯性、扭矩、推力和轴调谐增益，确定电机和驱动的规格并做

出最终选择，从而帮助企业节约时间和成本。图片来源：Rockwell

Automation 公司。,

析模块、历史数据库、信息发布仪表盘等。“在制造

智能中，会出现设备故障停机，这就是采用 MI 的好

机会。先关注停机分析或 OEE（整体设备效率），实

现 FactoryTalk 基础应用，往往投入少产出快，企业

仍有很多机会从中受益。”其二是“寻找机会重新设

计业务流程”，不用改变所有东西，而是寻找一些小

的改善机会拥有更高效的业务流程。目前国内一些

企业对 MES 的认知度和了解仍局限在概念阶段，无

法提出实实在在的需求，尤其需要站在企业宏观的

角度设定全盘规划，清晰地认识 MES 在企业中的角

色任务，同时结合企业内部特点梳理生产制造流程。

（CEC 金艳采访整理）

文章上接第 6 页


机器安全 | maChinE SafEty

我的机器安全策略是否需要变化？

如果安全目标发生了变化应该怎

么办？工业安全是否已经发生了

显著改变，而你的安全文化还是停留在过

去？是否有新的性价比更高的机器安全方

案？保持目标始终如一，同时考虑变革你的

安全文化和使用的机器防护解决方案。

我认为，如果安全总监认识到安全政策

有点偏离既定目标，他就应该立刻采取行动，对问

题和机遇进行全面的评估。

在评估问题的时候，现在绝大多数安全总监

都会去使用面向所有机器的强制性风险评估。这已

经是一个既定的事实。尽管如此，在我看来，安全

总监还是需要花时间去评估一下企业安全文化当中

存在的问题。经验告诉我，需要的时间和最佳的机

器安全程序，都与最佳的安全文化有关。

新标准带来的机会EN ISO 13849-1:2006 和 2008 版本，在 2012

年 1 月 1 日正式成为欧洲机械指令要求的内容，并

成为一些国家的标准。这对于很多调整安全战略，

使用最新的性价比方法改善操作员安全、提高企业

绩效的制造商来说，都意味着巨大的商业机会。要

知道，减少计划之外的停机时间，同时保证和改善

操作人员的安全，可以获得良好的投资回报，这样

的机会在工业界可并不常见。这些公司无论大小，

机器安全的目标评估

JB Titus

都已经认识到过去十年取得的成果以及现在应用

范围越来越广泛的趋势。

因此，是否有必要改变你的机器安全策略呢？

第一个答案可能是——不！但是，如果你的安全目

标已经发生了变化，你也许就应该评估一下问题和

机会，做出调整保证可以实现现有的目标。另外，

你还可以挖掘自己企业的竞争潜力。

机器总体危险水平在对每一个识别出的机器危险进行风险评估的

时候，整个机器或者系统的安全水平是否重要？是

否有人有确定整个机器的总体危险水平的方案？

在过去的两三年当中，我们已经参与大量的

有关机器危险分析与降低应该使用定性方法还是定

量方法的讨论。ISO 13849-1&2 标准给出了全面的

定量方法，可以分析机器的危险，并把它降低到可

以接受的水平。客户现在会问，为什么新的更加全

面的方法增加确定机器或者系统总体危险水平的计

算？是否已经有人进行过累积水平的风险分析？我

认为，有一些行业需要分析总体危险，比如灾难恢复、

环境污染、信息技术、银行、国防和保险行业。那么，

如果这些行业的管理层需要分析累计风险，为什么

机器制造企业的高层就不需要呢？了解机器的风险

水平，对于管理层来说是不可能的事情吗？为什么

围绕机器的危险定量分析结果只供工程和维护人员

使用呢？管理层可能已经从定性的角度考虑了这个

问题三十年，但是现在还没有定量的结果。

的概念，并不意味着全部购买西门子的产品，系统

集成工作也可以由用户自行选择工程公司或集成商

来做。这对西门子的工程业务形式也将有所影响。

原先强调对用户的交钥匙工程，现在我们不光要做

整体解决方案，更要设身处地地倾听用户的声音，

基于行业的专业技术和流程，根据用户的自身意愿

来支持用户及集成商实现其应用方案。

CEC ：目前西门子工业业务领域对于垂直行业

业务的划分在全球与中国区域是否完全一致呢？

张：还是有区别的。西门子中国区划分得更多，

更广泛。目前，西门子全球的行业业务划分有的比

较专一，有的则比较宽泛。比如汽车、造船、造纸

很专一；而矿山行业事业部，则包括了煤矿、有色

金属矿和水泥；化工则包括石化、炼油、煤化工和

精细化工；轻工部分涵盖的就更多了，包括食品饮料、

烟草、太阳能材料、玻璃、制药、水和污水处理。

西门子中国区的有些行业划分是独有的，如冶

金、石油天然气、火电、核电、水电、风电、港机

及港口、航天航空等。中国是制造业大国，门类齐

全而且规模巨大，很多行业都有自己的特色。所以

我们的行业划分比西门子全球更广更深，这是与中

国市场的发展形势和各种行业需求密切相关的。



PLANT ENGINEERING

, 2012 PLANT ENGINEERING

PLANT ENGINEERING China (PEC)

7


控制工程网每月推荐 onlineE X C L U S I V E S

www.cechina.cn

最新视频

霍尼韦尔发布 Intuition Executive

霍尼韦尔于 2 0 1 2年5月10日宣布在全球范围内发布Intu i t ion 软件系列组合的旗舰产品 Intuition Executive, 为流程行业用户带来企业级信息管理、决策支持以及协同工作工具，帮助企业实现卓越运营。

更多信息请访问：http://video.cechina.cn/show/423.html

霍尼韦尔无线解决方案（Honeywell Wireless Solutions）

霍尼韦尔无线解决方案的研发可以加强工厂的传感能力和操作人员有效的无线工作。视频介绍了工业无线标准，实现工厂无线的工具，以及可运用无线技术改善的方面，如库存管理，流程监测等等。

更多信息请访问：http://video.cechina.cn/show/421.html

研华 PAC- 太阳能监控系统解决方案介绍

更多信息请访问： http://video.cechina.cn/show/405.html

博客精华

Peter Welander 的博客

卫生级仪表

饮料、食品和药物的制造工厂常常担心生产环境中有害物质的生长会导致最终产品被污染。这些有害物质会导致消费者生病，甚至死亡，从这个角度出发，我们这些消费者应该为制造商们的这种担忧感到高兴。有许多组织在生产制造的不同阶段对食品药品进行监督，这些组织检查生产设备的硬件配置、生产流程中的所有特定细节，以及生产所用材料是否完全符合相关标准的规定和要求。这些组织的其中之一是3-A 卫生标准组织。它所遵照的标准描述了过程设备是怎样被制造出来的，使其清洁流程中具有足够的消毒能力，以避免产生适合于细菌和其他具污染性的有害物质生长的土壤。这些标准涉及许多关键因素：

·适宜的材料，例如不锈钢和几种塑料；·可清洗的磨光表面；·就地清洗（CIP）条款，以保证清洗

程序能覆盖所有表面；

微博纵览

活动与公告

有奖调查：E+H 推出全新分析测量平台更多信息请访问：http://www.cechina.cn/eletter/EndressHauser/index.html

Fluke 红外热像俱乐部会员招募中更多信息请访问：http://www.cechina.cn/eletter/FLUKE/Ti100/Ti100_EDM.htm

博主：

（Control Engineering 流程行业编辑）

控制工程网：【PC与PLC控制特性之比较】如何决

定PLC还是PC结构？为了使选择过程更加简单，首先分析比较二者特性中的不同。其中，有7项主要的特性需要考虑：①操作性；②鲁棒性；③适用性；④硬件集成；⑤防护；⑥安全；⑦编程。此外，成本比较主要在性能、扩展性、环境及发展工作等方面。 http://t.cn/zOmQN8i

研祥智能科技：计算体验的提升，归功于被称作“智能

系统”的嵌入式系统。它们无处不在，可以自主的连接互联网、执行本地或基于云的应用、以及对所收集的数据进行分析。之前孤立且用途单一的设备，如今正在被具备安全管理特性的智能系统所取代。

研祥新一代无风扇人机界面产品在橡胶化工行业的应用

时间：2012年7月5日（周四） 14:00 - 16:00

研祥智能开发的一系列HMI人机界面产品，采用Intel低功耗高性能处理器，辅以宽温、特殊密封材料和特殊接口接插件设计，以及高标准的EMC防护设计、整机无风扇设计和全密闭防水设计，可以满足橡胶硫化行业生产现场长期使用。其采用的x86架构和高分辨率触控显示屏，可以满足Windows、Linux等成熟操作系统的应用，可以开发出界面更加友好的产品，从而可更有效的提升橡胶硫化行业的现场自动化水平。本次活动介绍在橡胶化工环境下的人机界面产品设计理念和产品设计技术细节。

更多信息请访问：http://webcast.cechina.cn/513/Content.aspx

Webcast 一瞥

·管道和设备具有自排水功能；·完全没有内部裂痕、裂缝、线孔和

沟袋；·焊接规格说明书，及其他相关类似

说明。·这些标准和规范最早来自于乳品工

业，但现在已经被修订和采用到许多具有类似要求的应用场合。

温度变送器、流量计，或者压力传感器等仪表设备通常会安装在过程管道或容器上，因此会使用与管道自身相一致的装配方式。最常见的就是TC 快速接头，在管道的一端或仪表本身上安上一对锥形法兰，将仪表与配套的垫圈用快装卡箍固定其上。这种方式保证了有效的密封性，在将污染的可能最小化的同时也能方便地拆卸。

卫生仪表设备通常都采用这种安装方式，但对于满足标准的要求来说还远远不够。设备还必须满足其他要求，这对于制造商来说这是一个不小的挑战，有时还会降低一些标准设计的有效性。

GE 中国： #健康创想# 你是否想过，手机、pad

可以变身为你的贴身医生？GE科学家正研究将无线物联网技术用于体征监控，为每位患者定制“体域网”，用各种智能传感器实时监测呼吸、脉搏、血氧度等，通过蓝牙持续传送给医生。病人无需被各种电线“五花大绑”，医生也能随时掌握病情，你我都轻松，医患更和谐。

控制工程网：【我国工控软件系统的核心技术潜在

风险巨大】我国工业控制系统现阶段存在以下问题：①工业控制系统复杂化、IT化和通用化趋势将增加安全隐患；②国内产业综合竞争力不强，难以全面保障系统安全可靠；③国内缺乏安全可靠性测评、功能安全测试与认证等标准规范及机构……详情请见 http://t.cn/zOFv0ZZ


新闻 | nEWS


新闻 | nEWS

1424亿近日，由中国机床工具工业协会发布了

《2012年一季度行业运行情况分析》，分析指

出今年一季度我国机床行业工业总产值、产品销

售产值、利润等几个重要指标同比均呈现小幅增

长。今年1~3月，我国机床行业累计完成工业总

产值1424.2亿元，同比增长11.4%。

38%IMS Research预测亚太地区的过程安全系

统市场份额在2016年将取代欧洲、中东和非洲

地区（EMEA），销售收入占全球总量的38％。

26 亿Frost & Sullivan的一份新报告《欧洲可编程

逻辑控制器市场》表明，2010年欧洲PLC市场

的销售额为15.637亿欧元，预计到2017年，这

一数字达到25.973亿欧元。

47%调研公司VisionMobile最新数据显示，北美

应用开发人员喜欢苹果iOS，而Android却是发展

中国家开发人员的最爱。在亚洲，30%的开发人

员支持iOS，38%支持Android。在非洲，13%的

开发人员支持iOS，47%支持Android。

12 亿据国外媒体报道，微软日前与Yammer联合

宣布，两家公司已达成并购协议。微软将以12

亿美元现金收购这家企业社交网络服务领先提供

商。按照协议，Yammer在被收购后将并入到微

软office 部门。

20%中国生物医学工程学会理事长樊瑜波在“2012

年世界医学物理与生物医学工程大会”上说：“目

前，中国医疗器械产业市场规模约4千亿元，并以每

年20%速度递增，是名副其实的朝阳产业。”

600 万“十二五”期间装载机、挖掘机、压路机

等工程机械产品保有量将达600万台，年销售量

在5万台左右，据此估算，年需求高强度紧固件

约在2万～3万吨。

数字 IEEE 公布智能电网五项新标准及一个标准开发项目

IEEE于2012年6月5日在京

的新闻发布会上公布了关

于智能电网的五项新标准

以及一个修改后的标准开

发项目，旨在帮助全球智

能电网的高效开展。 I E E E

标准协会（ IEEE Standards

Association）现有100多项现

行的及正在制定中的智能电

网标准，此次由IEEE标准协

会委员会批准的新标准以及

新标准项目丰富了IEEE的标

准类别组合。

“这些新批准的标准伴

随着全球智能电网的深入开

展应用而生，”IEEE标准协

会理事总经理朱迪思·戈尔曼说，“随

着智能电网在全球范围内的开展，新的

经验、最佳实践以及对挑战的见解已经

慢慢浮出水面。在智能电网全球广泛开

始前IEEE标准协会就已经开始着手于相

关标准的制定，如今已经发展成为世界

领先的智能电网标准制定机构。这些标

准和项目加快了对智能电网的识以及我

们对电力用户，电力公司以及制造商未

来的长远承诺。”

IEEE标准协会新批准的智能电网

标准包括：

• IEEE C37.118.1-2011——电力

系统同步相测量标准。它旨在定义变电

站同步相量和频率测量。它在对静态及

动态电力系统进行分析后，核实相应的

操作方法和要求。

• IEEE C37.118.2-2011——电力

系统同步相数据为转移的标准。它用于

指定相量测量单元（PMU），相量数

据之间的实时通信方法（包括消息类

型，用途，内容和数据格式）聚光器

（PDC）和其他电力系统的应用。

• IEEE C37.238-2011——规定了

使用IEEE标准所需的标准配置文件。

IEEE1588标准规定了精密时间在电力

系统中的应用。它通过以太网的通信

网络为跨越广泛地理区域的各变电站以

及各国之间提供精确的同步时间。该标

准旨在电力系统应用上为时间的精确分

布扩大其成熟的技术，如在关键的电力

系统保护，控制，自动化和数据通信的

应用上。

• IEEE C37.232-2011——以时间

序列数据文件（COMNAME）命名的通

用格式标准。它旨在定义时间序列数据

（TSD），数字保护和测量设备的文件

命名。这个标准程序已经在各主要电力

公司，独立系统运营商和制造商之间普

及。它能够帮助解决包括报告、保存、

交换、归档和检索大量文件等问题。

• IEEE1020-2011——小型水力发

电站的控制指南（100千伏安至5 兆伏

安）。它对在首次出版的标准后出现

的重大技术挑战进行了升级，以解决小

型水力发电站的控制问题和监测要求。

此外， I EEE标准协会近期也对

现存的智能电网项目的范围和目的做

了修改。 IEEE P1409——《改善电

能质量的电力电子技术在配电系统

中的应用指南草案》，适用于额定

电压1千伏至38千伏。这项标准的制

定将引进和定义一系列改善电能质量

和控制的新兴技术，包括“自定义电

源”，详细指导以及对应用性能的预

期。 IEEE P1409标准现已在IEEE标

准商店发售。

更多信息请访问：www.cechina.cn/1207-001.aspx。

IEEE 标准协会成员来华在发布 IEEE 智能电网相

关标准的新闻发布会上，IEEE 专家在接受媒体

提问。从左至右分别为：IEEE 市场的策略总监

Karen McCabe 女士， IEEE 1901.2 副主席、意

法半导体公司工业与能源转换产品部市场开发总

监 Oleg Logvinov 先生，IEEE 2030 专项小组联

合主席、电力系统网络安全专家、IEEE P1686、

PC37.240 工作组主席、SCS 咨询公司 CEO

Samuel Sciacca 先生，IEEE 标准协会项目策略

经理 William Ash 先生。


2012年6月6日，世界环境日的

次日，ABB在上海国际会议中

心举行的为期两天的“自动化世

界”活动正式拉开帷幕。本次活动

以“产业升级与服务”为主题，以

提升能效和生产效率为目标，可以

说和环境日颇为应景。ABB在本次

“自动化世界”活动中展示了旗下

适用各工业领域的增效节能解决方

案、面向风能和太阳能领域的可再

生能源定制方案，以及其它自动化

技术、解决方案与全新服务业务，

帮助中国客户实现增效节能、进一

步提高自动化程度和生产效率。

ABB集团执行副总裁、离散

自动化与运动控制业务部负责人史

毕福在开幕式上表示：“凭借最先

进的自动化解决方案，ABB致力于

帮助中国客户提高节能减排水平和

生产效率，以此提升市场竞争力。

ABB拥有完整的产品线，在帮助中

国制造和加工行业客户提高自动化

水平方面拥有众多成功案例。”

ABB增效节能解决方案成功支

持了中国各地项目建设。2012年，

ABB为山西麻家梁煤矿提供了两套目

前中国最大的提升机系统，有效提高

了煤矿的工作效率，减少70%的停机

时间，并减少28.4%的电能。ABB还

为中国历史最悠久的水泥企业——华

新水泥股份有限公司旗下的湖北水泥

示范生产厂提供了先进的多传动解决

方案，应用于该厂要求严苛的传送系

统，帮助该厂每年节电160万度。华

新水泥公司产品曾用于三峡大坝和丹

江口大坝建设工程。

在风能和太阳能领域，ABB

为不同客户提供定制化解决方案。

凭借其先进的技术，ABB积极参与

了多个大型风电项目建设，例如：

ABB为有“风电三峡”美誉的甘肃

酒泉风电场、江苏沿海风电场、蒙

东风电场、张北风电场提供了变频

器设备；还为中国第一个海上风电

场——上海东海大桥海上风电场提

供了气体绝缘开关（GIS）和电机设

备；为位于河北张北县的中国第一

个风光储输项目提供了先进的电池

储能设备，支持该项目中新能源电

力的顺利储存和释放，进而提升电

网的运行可靠性和总体运行性能。

在太阳能领域，ABB正在为意大利新

能源企业Actelios公司下属太阳能企

业在西西里岛西部建造3座太阳能光

伏电站。

实现产业升级，不仅仅依靠大

幅提升自动化水平，还有赖于以先进

的工业服务进一步提升企业节能减排

水平。作为全球电力和自动化技术领

域的领导者，ABB提供了一系列先进

的服务理念和解决方案，从传统设备

维护到全责绩效服务，帮助客户通过

资产管理实现增值。

ABB北亚区及中国总裁方秦说：

“创新是服务业务发展的核心动力。

我们在研发方面大量投资，以支持中

国服务业务的蓬勃发展。ABB集团计

划到2015年，将服务业务收入在销售

额中的比例提高到20-25%。”

在广东惠州中海壳牌石化公司

项目中，ABB为客户提供产品全生命

周期管理服务，有效保障了客户企

业的安全可靠运行，连续4年荣获客

户颁发的“最佳服务奖”。2012年

在与华电集团的能效合作中，ABB为

客户昆明发电厂提供合同能源管理

咨询服务，对发电厂的各个环节进

行专业诊断，最终双方共同界定出

26个节能降耗的主要机会，潜在成

本节省每年可达4800万到6200万人

民币。2010年以来，ABB为山东亚

泰森博纸业日照纸浆厂提供全责绩

效服务使客户设备意外事件发生率

降低了25%。

中国十二五规划正推动中国

经济从资源密集型向高效低碳型转

型。以自动化技术推动产业升级在

这一转型过程中起着关键作用。ABB

公司的工业自动化涵盖各个行业，

包括水和废水处理、钢铁、造船、

纸浆和造纸、石化、铁路、矿产、港

口、水泥、建筑、食品和饮料包装和

3C（计算机/通信/消费者）产品，以

及可再生能源和数据中心服务。公司

提供控制、传感、运动、机器人、

软件包、系统和服务等解决方案。

（CEC 朱旭上海报道）

“自动化世界”活动是ABB

北亚区一年一度的大型市场推广活

动，目前已经连续举办了四届。据

主办方统计，今年来自政府、各工

业领域和学术界的逾2500名嘉宾出

席了这次活动。

第四届 ABB 自动化世界在沪隆重举行主题是产业升级与服务

1.ABB 北亚区总裁，ABB（中国）有限公司董事长兼总裁方秦

（Claudio Facchin）在 2012ABB 自动化世界开幕式上作主旨演讲

2.ABB 集团离散自动化与运动控制业务部负责人史毕福在

2012ABB 自动化世界开幕式上作主旨演讲

3.ABB 集团过程自动化业务部负责人芮尼克在 2012ABB 自动化世界

开幕式上作主旨演讲

4.2012ABB 自动化世界开幕式主题演讲现场

5.ABB 集团服务业务负责人 Jari Kaija 在 2012ABB 自动化世界上

与媒体交流

6.2012ABB 自动化世界上展示机器人解决方案

7.ABB 北亚区服务业务部负责人中国区服务部负责人蒋海波先

生在新闻发布会上给媒体讲解 ABB 的服务特点

76

54

321



新闻 | nEWS

领袖之声 Voice

Steven Toteda 库珀电气无线业务单元副总裁&总经理

无线技术在工业自动化领域的推广应用将是

下一个战略性的市场机遇，这里我不是特指某一项

无线通信技术，而是泛指所有的无线通信技术。

Andy Chatha ARC顾问集团总裁及创始人

我认为“下一个机遇”应该是简易化的自动

化（simplified automation）。现在的自动化技术使

用起来显得越来越复杂而繁琐，变得越来越难于被

使用者掌握。我们要做的就是将其简化。基于web

的控制管理是一个简化自动化的榜样。未来让更多的工厂与云端连

接，可以实现更高的自动化整体效率。

塚原太樹（Yasuki Tsukahara）横河电机（中国）

副总经理

我认为在自动化领域的下一个机遇是安全生

产和环保合规，而不仅仅是自动化长期强调的生产

效率和产能。

艾小明施耐德电气（中国）工业事业部副总裁

自动化只是实践手段，核心应是我们对工业流

程的理解。我同意Andy（ARC顾问集团总裁）的看

法，对自动化产品、系统进行简便化的改造。让人

类从复杂、繁重的工作中解脱出来，这正是自动化

的意义所在。

李仲杰罗克韦尔自动化中国区市场部经理（代欧

瑞韬罗克韦尔自动化大中华区董事总经理发言）

信息化将是这“下一个机遇”。我国的工业整

体上正面临着产业转型和升级的压力。现在用户的

自动化的功能性需求易于实现，而如何基于自动化

的基础，把企业MES/ERP系统和自动化系统无缝连接起来，把信息

化技术引入到工厂、到车间，使企业更具竞争力。这将是所有自动

化供应商将面临的一次转型挑战。

师平和利时集团副总裁

谈到下一个机遇，我认为首先是满足用户定

制化的需求；其次是维护、设备预诊断，和安全问

题，包括人身安全、也包括设备安全；第三是流程

工业的过程优化。

ARC中国工业论坛特辑在2012年6月20日北京的第三届ARC中国工业论坛的核心对话环

节上，业界重量级人士对一些热点话题表达了自己的看法。其中，我

们摘录了针对“下一个机遇”话题的观点。（按发言先后顺序排序）

个重要国际市场，通过自身近年

来的快速发展，为汽车、智能手

机、太阳能、物流等中国不同行

业市场的领先客户提供传感、检

测、自动化解决方案以及周到快

捷的服务。

2012年6月17日下午，美国邦

纳中国营销总部举办的美国

邦纳工程国际有限公司上海代表

处及邦纳电子（苏州）有限公司

上海分公司乔迁庆典仪式成功举

行。自此，美国邦纳中国营销总

部正式入驻上海市漕河泾新兴技

术开发区新址，开启中国发展征

途上的新里程碑。

美国邦纳大中华区董事总经

理胡勇先生在庆典仪式上做了精

彩致辞，回顾了十年来取得的成

绩。中国一直以来都是邦纳的一

美国邦纳中国营销总部乔迁新址


阵条纹标记确保了正确安全的布

线。凭借这些特点，魏德米勒信

号集结接线端子PRV和PPV荣获

“2012年iF产品设计奖”。

iF产品设计奖项的评选始于

1953年，该奖项是当今创新产品

设计领域中的最重要奖项之一。

日前，魏德米勒信号集结接

线端子PRV和PPV凭借其独

特的设计获得了来自世界各地著

名的专家以及设计师的青睐，并

最终获得2012年iF产品设计奖。

魏德米勒PRV和PPV的产

品设计将其独特的技术规范与更

高的联接密度、更高效简便的操

作方式相结合。魏德米勒PRV和

PPV接线端子似圣诞树的外形独

树一帜，并且可以让客户的安装

操作人员在狭小的空间里完成大

量联接。清晰的、带有颜色的矩

魏德米勒荣获“2012年 iF产品设计奖”


会议期间，公司副总裁丁

晓华先生和销售部副总监邢震先

生分别介绍了菲尼克斯电气集团

的发展历史及中国公司的业务规

划，并对常州办事处未来的发展

充满了强烈的信心和发展期望。

2012年6月8日，菲尼克斯

（中国）投资有限公司常州

办事处开业典礼在常州大酒店成

功举办，常州地区的客户代表及

分销合作伙伴与菲尼克斯电气的

中高层管理团队共同见证了这一

重要时刻。

菲尼克斯电气一直以来非常

重视常州地区的业务开展，在常

州拥有良好的客户基础。为加强

与客户之间的联系，提供更加便

利的市场服务，第一时间响应客

户需求，常州办事处应运而生。

菲尼克斯电气常州办事处正式成立


“下一个机遇”


1

2

3

4

5

制造升级为高端装备提供更多市场空间

2012年6月12日，由中国机床

总公司、中国机械工业集团公

司、励展博览集团主办的中国国际

机床工具展览会(CIMES)在京开幕。

此传统大展是继德国EMO展会、美

国芝加哥IMTS展会之后的世界级的

专业机床工具展览会。今年，它迎

来了十届大庆（两年一届）。

在今年机床展上，国内外大

型、高端的加工设备是绝对的主

角，而这和市场需求的变化相符。

有关数据上看，2011年末，我国金

属加工机械制造工业企业达2647

家，行业总资产达3314亿元，同比

增长24.97%。数据显示：2011年，

我国规模以上金属加工机械制造工

西门子在第12届中国国际机床

工具展览会上，全面展示了

其数控技术产品Sinumerik家族系列

及解决应用方案，致力于进一步帮

助中国机床制造业产业升级。

本次展出的最大亮点莫过于

西门子工业业务领域驱动技术集团

全球首发专为中国普及型数控车

床和铣床推出的新款数控控制器

Sinumerik 808D，其入门级数控系统

再添一位新成员，形成了低端到高

端完整的产品链。此款产品由中德

两国的工程师联手打造，基于领先

的数控技术平台并根据普及型市场

的需求进行研发，与Sinamics V60

驱动器和Simotics 1FL5伺服电机结

合为普及型数控机床提供了系统解

决方案，并会在将来逐步替代现有

的Sinmuerik 802S控制器。创新是可

持续发展的动力，这一点也体现在

Sinumerik 808D的性能设计上。西门

子数控（南京）有限公司总经理林

斌称，更高的生产效率、更好的易用

性和系统的开放性是其创新所在。该

产品结构紧凑；提供了包括了PLC的

输入和输出在内所有必要的控制或通

讯接口；全面汉化的人机界面；达到

80位浮点数纳米计算精度；首次提供

一款可免费下载的培训软件Sinumerik

808D on PC。据研发人员介绍，在线

向导功能也是其一大特色，设有针

对OEM设备制造商的“快速调试向

导”和“批量生产向导”，也有针

对最终用户的“操作向导”，图文

西门子全球首发 Sinumerik 808D 拓展经济型数控机床市场

——2012 西门子驱动技术媒体交流会北京举行

裁、工业业务领域东北亚区总裁吴

和乐博士阐述了西门子通过完整驱

动链协助客户实现更高的生产力、

可靠性和能源效率。在强调绿色理

念的今天，除了设备本身能效的提

高，利用齿轮箱、电机、变频器及

运动控制系统这一集成驱动链实现

系统优化，可以带来高达60%的节

能潜力。

此外，媒体一行还参观了西

门子数控（南京）有限公司，实地

观看、聆听西门子如何通过缜密的

工艺流程设置和“零缺陷文化”最

大限度地确保质量达到高标准。

（CEC金艳报道）

西门子高层领导参加第 12 届 CIMES 展会 Sinumerik

808D 全球首发

西门子 ( 中国 ) 有限公司工业业务领域驱动技术集团副

总裁兼运动控制部总经理 Achim Peltz（裴安咨）、西

门子股份公司工业业务领域驱动技术集团首席执行官

Ralf-Michael Franke、西门子（中国）有限公司机床

数控驱动业务总经理许政顺、西门子 ( 中国 ) 有限公司

执行副总裁兼东北亚区工业业务领域总裁吴和乐博士、

西门子数控（南京）有限公司总经理林斌（从左至右）


并茂，简洁直观便于操作使用。

西门子为什么要重视入门级

市场，进一步向经济型数控领域延

伸？无疑，中国是世界最大的机床

制造及消费国，而大约80%中国

制造的机床属于入门级机床，在机

床行业转型升级的大背景下，人力

成本越来越高，提高机床的数控

化率势在必行。睿工业的调研数据

也显示，包括机床在内的绝大多数

OEM行业预计增长缓慢，未来12

个月将有明显改善。但是，普及型

数控机床市场竞争激烈，价格敏感

度很高，西门子（中国）有限公司

工业业务领域驱动技术集团副总裁

兼运动控制部总经理裴安咨先生强

调，高性价比也是西门子Sinumerik

808D的一大优势，高质量和配套的

7 x 24小时的技术支持与服务以提高

用户生产效率是其市场战略。

作为引领驱动技术企业，西门

子驱动技术集团正进一步拓展其在新

兴市场中的业务。西门子股份公司工

业业务领域驱动技术集团首席执行官

Ralf-Michael Franke在媒体交流会上

强调了新兴市场的重要性以及驱动技

术集团的本地网络在全球业务中的重

要意义。Franke说：“亚洲和其它新

兴区域是我们实现盈利增长的驱动因

素。因此，西门子驱动技术集团将继

续在中国加大本地价值创造，这也有

助于我们满足中国本地和全球客户在

世界第二大经济体中的业务需求。”

西门子（中国）有限公司执行副总更多信息请访问：www.cechina.cn/1207-006.aspx。

业企业实现主营业务收入达4039.57

亿元，同比增长28.08%；实现利

润总额达280.36亿元，同比增长

24.24%。未来中国的机床消费结构

还会进一步升级，对高、中档数控

机床和成套成线设备的需求将继续

增加。


新闻 | nEWS

西南交通大学信息科学与技术学院教授方旭

明的演讲话题集中于轨道交通领域的无线通讯应

用。在其名为《高铁GSM-R系统及其技术演进》

的报告中，方教授依据中国高铁无线通信技术现状

和未来演进趋势，重点介绍中国高铁无线通信相关

的关键技术及未来业务需求，并讲解GSM-R系统建

设的必要性、频率资源分配、标准与规范、与GSM

系统的关系、承载的业务、相关用户、系统结构

与主要功能、终端设备、GPRS业务、系统网络规

划等，同时简要介绍GSM-R系统的演进技术——

LTE-R，包括演进的必要性、UIC的决策，以及系统

和业务的演进路线等。

论坛中，更侧重工厂无线远程自动化的价值

化讨论来自于北京映翰通网络技术有限公司的CEO

李明先生。他在演讲中以自身公司产品为基础，提

出为用户企业提供基于云的远程维护服务，实现设

备状态监控、网络管理、和远程编程维护大三方向

的服务整合。

论坛一开始，Moxa软件部门经

理孙哲宏重点介绍了MOXA工业无线

产品在铁路和重工业（钢铁、矿山、

基础设施、离岸海事、港口造船）两

大方向的典型应用，并特别强调了基

于IEEE 802.11n的无线协议给用户带

来的最新优势体验。

研华工业通讯事业部经理朱亚光

把研华工业无线通讯解决方案的优势

归结为：快速漫游、高效传输和便捷

布设。他首先为与会者分析了当前无

线通讯技术的发展趋势和基于物联网

构架下的各个行业领域对无线通讯技

术的迫切需求形势，及其各自所带有

的需求行业化特点。而研华对此的应

对及其产品端的优势和细化的解决方

案无不体现出其在构建物联网框架下

的细节努力。

西门子工业业务领域WLAN产

品经理刘曼介绍，西门子有适用于所

有各种应用和各行各业的可靠无线通

讯的产品方案。而针对不同的环境领

域，西门子对于“正确的无线技术”

适用性划分为工业远程无线通讯、工

业无线局域网(WLAN)、wirelessHART

三大领域。WLAN中，西门子今年推

出的基于IEEE 802.11n的SCALANCE

W是一大亮点。刘曼经理归结工业无

线局域网组网三原则是强大、可靠、

安全。而各种不同行业的案例非常具

体清晰地说明了这一无线通讯技术对

于数据传输，乃至自动导航、安全控

制所带来的优势。

2012（第六届）无线工厂应用高峰论坛在成都隆重举行

2012年6月7日，由CONTROL ENGINEERING China（控制工程中文版）杂志和四川省自动化与仪器仪

表学会、成都自动化研究会共同主办的2012（第六届）无线工厂应用高峰论坛在成都城市名人酒店隆

重举行。来自成都及周边230余名业内专家、行业用户和集成商、供应商代表参加了本次高峰论坛。


研华工业通讯事业部经理朱亚光在演讲中

Moxa 软件部门经理孙哲宏在演讲中

西门子工业业务领域WLAN 产品经理刘曼在演讲中

北京映翰通网络技术有限公司的 CEO李明在演讲中

西南交通大学信息科学与技术学院方旭明教授在演讲中

会议现场


环球新闻 | World nEWS

全球体声波传感器市场 2016 年将达到 31 亿美元

根据美国BCC Research公司所发行的报告书“全球体声波

传感器市场与技术——欧洲重点调查”显示，2010年全

球体声波传感器(BAW)设备市场销售额为5.693亿美元，2011

年增长至8.259亿美元。预计从2011年到2016年将以复合年均

增长率(CAGR)31.7%扩大，2016年将达到31亿美元。

据悉，2010年欧洲地区的体声波传感器(BAW)设备市场

规模为1.253亿美元，2011年规模达到1.74亿美元。之后以复

合年均增长率33.8%增加，BCC认为到2016年时将达到7.47

亿美元。

同时，2010年时英国地区的体声波传感器(BAW)设备市场

规模为1690万美元，2011年增加为1960万美元。预计之后以复

合年均增长率30.5%扩大，2016年时达到7410万美元。

日本云计算实力全球第一

根据近日商业软件联盟（Business Software Alliance）发

布的“BSA全球云计算计分卡”报告显示，日本、澳大

利亚、德国、美国和法国分列前五，而中国云计算实力排名倒

数第四，巴西倒数第一。该报告对占全球经济总量80%的24

个国家的云计算实力进行了评估。

BSA总裁兼CEO罗伯特哈里曼认为，目前，全球数字化服

务贸易面临的最大阻隔就是太多国家制定了太多不同的规则。

哈里曼认为云计算最大的益处在于规模化和全球化，这需要相

关法规和标准来保证云数据能“自由跨境流动”。同时，哈里

曼也认为云计算并不需要全球制定完全统一的法规，只要各国

在隐私和安全方面的法规能够兼容，就能极大推动云计算和全

球商业的成长。

BSA报告指出云计算的排名与经济实力并非成正比，中

国排名倒数第四是因为知识产权保护乏力，且限制向境外技术

企业的采购。巴西排名倒数第一主要是因为隐私和安全立法的

缺失。

商业软件联盟从七个方面：数据隐私、信息安全、网络犯

罪、知识产权、技术互操作性、法律环境和自由贸易和IT基础

设施来评估一个国家与全球化市场的接轨程度。

2015 年全球工业自动化市场将超 2000 亿美元

根据最近由IHS公司IMS研究部发布的相关报告，预测2012

年中国和美国市场的相对强势能推动全球工业自动化市

场增长9.5%，至1598亿美元。预测全球工业自动化市场到2015

年超2000亿美元。尽管欧洲个别国家的经济退回到经济危机时

期，但是今年的市场将受到全球经济回暖的有力推动。

"2012年欧洲数个国家的经济退回到经济危机时期，希腊

或退出欧元区，欧洲市场依然处于不确定和不稳定因素的泥潭

中"，IMS研究部研究分析师SarahSultan表示，"尽管欧洲和美国

的紧缩政策已经影响到公共投资进入自动化设备行业，但是这

些市场不太可能会出现大规模的下滑，因为工业自动化行业的

投资多数是来自私营企业"。

美国经济已得到很大的好转，今年年初美国的机械生产

和终端设备市场表现良好。较2011年第一季度，2012年第一

季度美国机械生产行业表现强劲，增长8%。根据季度设备跟

踪分析报告显示，2012年，整个美国地区(包括北美和南美)的

工业自动化设备增长强劲，与2011年第一季度相比，2012年

第一季度，美国工业自动化设备表现最优，数个设备行业均表

现正增长。

"美洲和亚太地区占全球工业自动化电子设备市场的

65%"，Sultan还表示，"亚洲是工业自动化产品的第一大消费

群，预测2012年亚洲经济的消费潜力达640亿美元，约占全球

市场的40%"。

2012 年微电网收益将占智能电网与再生能源市场的 81%

日前，由Pike Research所发布的一份关于智能电网的报告

显示，2012年智能电网和可再生能源的集成收益将可达

到约40亿美元规模，2018年扩大为130亿美元，复合年均增长

率(CAGR)预计约为23%。

2012年微电网是该市场的主要技术，一般认为微电网的收

益超过30亿美元规模，占全体市场的81%。预计2018年微电网

仍持续领导市场，占全球收益的77%。

按照地区划分的话，预计亚太地区的收益将从2012年超过

10亿美元规模发展到2018年时达到约50亿美元。其次是北美地

区位居第二位，从2012年的9.74亿美元收益规模发展2018年时

的40亿美元。

该报告认为，智能电网技术是再生能源扩大的配合措施中

的重要技术，这个领域的开发现状已经延迟。大规模的风力及

太阳能资源需要相当数量的新的供电线，最新的话题集中在配

电层级的智能电网技术上。许多国家大规模的智能电表的安装

和配电自动化计划开始发展，但再生能源的集成需要更广泛的

智能电网技术工具。


封面故事 | CovEr Story

Ed Marszal

Gary Hawkins

过程控制系统何时才能与安全系统共享现场设备？

安全仪表系统(SIS)和基本过程控制系统(BPCS)有时可以共享组件，但必须经过

仔细分析。

安全仪表系统（Safety Instrumented

System，简称 SIS）是否能够和基本

过程控制系统（Basic Process Control

System ，简称 BPCS）共享现场设备？这肯定能

够节省经费，因为通常一台大型超低温阀门造价就

高达 50 万美元。问题是如何使 SIS 和 BPCS 能够

共享阀门或者其他组件，同时还能符合标准要求。

相关标准SIS 需要按照 IEC61511 标准设计，以符合相

关国家法规（ISA 84.00.01 是 IEC61511 标准对应

的美国标准）的要求。此标准中陈述道，可以在安

全系统和基本过程控制系统之间共享设备，但对于

何时允许或者不允许共享设备做出了一些具体要

图 1 共享的“最终”后果是液位限制功能模块 LSLL-101 本

应该能够提供安全功能，但是由于液位变送器或者控制阀的故

障导致产生单点故障。

求。不过，这些要求却经常被误读和忽视。最终的

目的是为了避免单点故障（single point of failure），

即单一设备的故障会使过程失控，并对安全系统发

出请求，同时导致关断系统失效，使其无法做出正

确响应。

要想成功地共享现场设备，必须要对受控制的

工艺有一个深入的理解——不仅仅是对安全设备或

者电子设备的理解，还需要对受控的化学工艺过程

的理解。你必须了解工艺以及各种设备的使用方法，

知道什么情况会导致设备发生故障，以及故障之后

会带来什么后果。

共享设备必须考虑 IEC61511 标准中段落 8.2.1

的相关内容：

“为了明确安全完整性的要求，需要对系统发

出请求的原因以及保护系统如何对这些请求作出响

应进行描述。”

这一点并非标准要求，但是在 BPCS 和 SIS

之间共享设备的时候必须对此做仔细考虑，以确保

整体风险维持在可接受程度内。除此之外，段落

11.2.10 及其注释也给出了很多建议：

“除非经过仔细分析后判定整体风险在可接受

程度内，用来实现部分安全仪表功能的设备不应该

用于基本过程控制目的，因为如果此设备发生故障，

就会导致基本过程控制功能失效，进而导致发出对

安全仪表功能的请求。”

“注释：当部分 SIS 也用于控制目的，那么通

用设备的危险故障就会导致发出对 SIS 功能的请求，

随之就会引入新的风险。额外的风险取决于共享组

件的危险失效率，因为如果共享组件失效，就会立

图 2 增加了一台独立的液位变送器 LT-102 之后，其自身

的逻辑解算器会对低液位状态做出响应，切断电磁阀电源，

从控制阀 LV-101 获得通风，使其关闭。然而，共享的控

制阀仍旧能够产生单点故障。

即发出一个请求，而 SIS 此时已经无法

做出响应。基于这个原因，在这种情况

发生时，必须进行额外分析，以确保

共享组件的危险失效率足够低。在与

BPCS 共享组件时，传感器和阀门通常

是需要考虑的。”

如果一台设备的故障会导致

BPCS 循环发出对 SIS 的请求，而同

时会导致 SIF 失效并处于危险状态，

那么就不应该将此台设备用于安全仪

表功能（SIF）。此

条款旨在防止单点

故障的发生。

11.2.10 注释

中提到单点故障并

非不可以接受，只

要这种故障的频率

足够低即可。这就

要求进行详细的定

量分析——这是一

个费力的过程，很

难做好，而且经常

被忽视。然而，大

多数情况下，分析

的结果是不允许共

享设备。

FMEA 过程如果要共享设备，就要求对被

共享的设备进行失效模式和效果分析

（failure modes and effects analysis ，简

称 FMEA）。这意味着对任何被分享的

设备——变送器、阀门甚至整个控制循

环——必须明确每一个被共享设备失效

的每一种可能，以及是否这些可能会导

设备失效模式后果安全防护备注

LT-101 量程上限失效控制器输出趋于0，阀门完全打开超量联锁-失效单点故障

量程下限失效控制器输出趋于最大值，阀门完全关闭

无共享联锁

量程中失效如果设定点更改为更低的值，控制器输出就会趋于全开

超量联锁-失效单点故障

LC-101 量程上限失效控制器输出趋于最大值，阀门完全关闭

无共享联锁

量程下限失效控制器输出趋于0，阀门完全打开超量联锁-失效单点故障

表 1 可能的失效模式及其后果

设备失效模式效果安全防护注

LV-101 打开状态下失效阀门完全打开超量联锁-失效单点故障

关闭状态下失效阀门关闭无共享联锁

中间状态下失效如果流入速率下降，阀门常开会导致罐内流体流干

超量联锁-失效单点故障

旁路打开阀门常开会导致罐内流体流干超量联锁-失效单点故障

表 2 更好，但还不够好



朱俊勇

艾默生过程控制有限公司

系统及方案部门 SIS 业务经理

按照 iEC61508 的安全标准 , 过程控制系统与安全系统应相互独立 , 包括现场传感器、最终执行器、逻辑控

制器。在过去的实际项目中，对于一些安全等级为 Sil1 的安全仪表功能，过程控制系统与安全系统会共享现场传感器和最终执行器 , 节省项目的投资。

随着智能技术的发展，诊断已经扩展到过去无法检测的现场设备，大大降低了现场设备本身的故障而出现的安全事故的可能性。过程控制系统与安全系统的无缝集成，使得过程控制系统可以非常便捷地共享安全系统现场设备的参数和状态信息。当然，共享现场设备要进行相应的安全评估，有相应的风险降低措施，并且安全标准对现场设备进行管理。

微观点

查看更多相关专业人士评论，请登录控制工程网

微博 http://weibo.cechina.cn/

太多共享图 1 所示为一个具有较多

数量共享元件的例子。碳氢化合

物和水的分界面通过液位变送器

LT-101 进行监控，过程测量结

果发送给控制系统中的控制器功

能模块 LIC-101，控制系统调整

液位控制阀门 LV-101，将罐体

中的水位控制在设定点附近。功

能模块 LSLL-101 在本例中用来

监控低液位，实现安全功能。可

能的失效模式和它们的后果见表

1。这个例子已经简化过，只留

两个共享组件。实际

上，DCS 输入板卡、

DCS CPU、DCS 输

出板卡和液位阀门都

是共享组件，它们都

应该进行失效分析。

很明显这种结

构不会被采纳，但是

如果安全功能独立或

者至少被部分独立，

结果会怎么样呢？

图 2 中增加了一台独

立的液位变送器 LT-

102，它为自己的逻

辑解算器提供液位测

量信号，而逻辑解算器会对低液

位状态做出响应，切断电磁阀电

源，从控制阀 LV-101 获得通风，

使其关闭。这种情况下，唯一的

共享组件就是控制阀，失效模式

分析见表 2。

情况依旧如此，仅仅共享控

制阀门也不能提供足够的保护。

图 3 所示为具有额外独立截

止阀的情况，这种情况下的分析

很简单：由于没有共享组件，因

此也不存在单点故障。

合理共享有的情况下允许共享一些

组件，例如氢化裂解器或者重

油加氢器。在这些过程单元中，

配置有一台给料泵，给料压力

从 100 psig（磅 / 平方英寸 ( 表

压 )）左右的低给料系统压力到

1000 ～ 2000 psig 的高反应器

压力。图 4 所示是一套关断系

统，用来检测由于泵失效所导致

的正向流量为 0。一旦发生此情

况，关断系统会关断截止阀，防

止流体由高压反应器系统通过给

料泵倒流回低压给料系统，防止

产生泄压的潜在可能。在给料泵

图 3 此图增加了一个独立的截止阀 XV-101。没有共享组件，因

此也不存在单点故障。

致单点故障。虽然没有明确要求，

但是我们强烈建议对这些分析进

行正式的备案和核查。

FMEA 过程首先要列出在给

定循环或者功能中将会被共享的

每一个组件的名单。每一个组件

的失效模式都要列出，每一种失

效模式将会带来的后果都必须描

述。如果一个原发故障导致安全

功能失效，那就会造成单点故障。

必须通过重新设计来消除单点故

障，或者通过定量分析证明故障

的频率足够低。

给料罐

图 4 此图显示了一个允许共享流量控制阀的例子，因为它并不会既发

出请求又导致保护功能失效，所以它并不会导致单点故障。


Tel:025-52121888

www.phoenixcontact.com.cn

这个事故发生于 20 世

纪 90 年代中东的一

处离岸生产平台上。分水器将液

态碳氢化合物和水分离开来，并

将水通过油腻的排水管道存储在

一个罐内。如图 2 所示，液

位变送器 lt-101 监控水 /

碳氢化合物的分界面，并通

过控制器 liC-101 和流量控

制阀 lv-101 控制水流到排

水管道。安全系统使用独立

的液位变送器 lv-102、安

全 PlC 和电磁阀，在切断电

源后，这些装置会从控制阀

引入气体，使其关闭。

系统已经运行了一段时

间，过程条件没有变化。这

种工况是常见的污物沉积环

境，但是阀门却从未经过部

分行程测试，而工厂操作人

员并不知道，阀门其实已经

卡住了。

当过程条件发生变化

时，排水量减少，分水器中

的液位开始降低，液位控制

循环通知流量控制阀减少流

量。由于阀门卡住，流量并

未降低，分水器中的液位持

续下降。当液位到达液位下

限时，安全系统做出响应，

使电磁阀断电，但是卡住的

控制阀门无法做出响应。

分水器液位持续下降，

直到液态碳氢化合物流入排

水管，碳氢化合物最终触及

点燃源，排水管发生了爆炸，

生产被迫停止，需要进行代

价高昂的维修。总损失超过

一百万美金，索性没有人员

伤亡。

正如本文另一个例子一

案例一：分水器

样，发生了单点故障——此例中

的控制阀明显不符合 11.2.10 条

款的要求。正确的设计应该是为

SiS 和 BPCS 分配独立的关断

阀。在这种易发生堵塞的环境中，

应该进行部分行程测试，否则即

使为过程控制和安全功能指派了

独立的阀门，结果也是徒劳。



失效时，流量控制器会对低流

量状态做出响应，打开控制阀，

试图增加流量，因为当前测得

的流量（实际是 0）已经比给料

流量设定点低了。因此，流量

控制阀门上配备了一个由关断

系统控制的电磁阀，如果正向

流量为 0，关断系统就会切断电

磁阀，以关闭控制阀。

这种情况下，可以允许共

享控制阀，因为它并不会既发出

请求又导致保护功能失效，也就

是它并不会导致单点故障。流量

控制器的失效并不会导致流体反

向流动，会导致流体反向流动的

唯一可能就是给料泵失效，但在

此例中即使阀门卡在了任意一个

位置（无论打开或者关闭），它

都不会导致流体的反向流动，只

要给料泵能继续工作。关断操作

与危险情况产生的原因并不相

关，所以安全目的和关断目的共

享同一个阀门是允许的。通常为

了提供冗余性，都会使用一个独

立的关断阀，以防出现电磁阀断

电后流量控制阀仍无法关闭的情

况，无论是由于电磁阀损坏还是

控制阀被卡住的原因。

本文的讨论并未包含那些允

许单点故障存在的情况。因为这

种情况要求对可能的故障频率做

精细的数学分析，而这种分析的

花费很可能要高于购置一台独立

的设备。

美国东北部一家精炼厂中的过程加热器具

有如图 5 所示的安全关断系统。其在可

燃气体管道上配有 Xv-21 和 Xv-22 两个关断阀，

使用独立的安全 PlC 进行控制。如果流到加热器

中的过程流体的流量下降较大，安全系统就会关

闭与燃烧炉相连的可燃气管道。加热器已经稳定

地无故障作业很长时间了，但是安全循环和过程

控制都依赖于同一个流量变送器 ft-101。而且，

这台流量变送器被安装在过程流体管道下方，而

不是上方，潮气在导压管中积聚。在冬季，经历

案例二：低通流量的火焰加热器

图 5 SIS 和 BPCS 共享变送器 FT-101，而这台变送器失效，并导致

SIS 和 BPCS 同时失效，最终引起了火灾。

漫长的冰冻期，没有人发现变送器的绝热护套已

经脱落，导致导压管中的潮气凝结成冰，阻断了

变送器的信号传递。

那段时间，工厂对作业方式进行了更改，控

制系统要求减少供给加热器的过程流体。流量循环

控制器 fiC-101 开始关闭流量控制阀 fv-101，流

量因此降低，但是流量变送器结冰了，无法对此做

出响应，从而导致流量控制循环输出收紧，流量控

制阀门完全关断。由于流量低于了下限，安全循环

本应做出响应，但是它的流量输入也来自于同一个

结冰的变送器，所以安全系统也无法做出响应，所

以加热器中的管道被过度加热而破裂，石脑油和氢

气泄露至加热器的燃烧室中。加热器完全报废了，

其他设备也有损坏，生产被迫停止，总损失超过

一千万美金。幸运的是，没有人员伤亡。

问题的关键在于控制循环和关断循环使用了

同一个流量变送器，构成了单点故障，也就是在

产生不安全条件的同事组织安全系统对此做出响

应。很明显这不符合 iEC61511 标准中 11.2.10 条

款的要求。必须进行合理设计，为控制器配备一

个独立的变送器，并且为关断系统配备独立的变

送器以避免单点故障。

总的来说，IEC61511 标准

允许在 SIS 和 BPCS 之间共享现

场设备，但是有一定要求，必须

严格执行，以防止使用不安全的

方法共享设备。其中一个要求就

是对共享组件进行相当复杂的分

析，而这种分析经常被误读或者

没有被正确执行。最终必须对所

有共享组件进行经过备案和确认

的 FMEA 分析。

翻译：辛磊夫

文章编号：1207-01发送短信“ 文章编号+ 评语代码”13910666165，告诉我们您对此文的、意见。1- 很好，有很高的参考价值2- 一般，有一定的参考价值3- 不好，没有参考价值


给 HMI 增加视频功能工厂车间和远程站点需要对作业情况进行更细致和精确的监视——这种需求刺激

了支持视频的显示器的发展。更先进的摄像头、更强劲的处理能力、更大的存储

空间以及更好的互联性能如同一场风暴，吹遍了几乎每一个工厂。

Jeanine Katzel势就是今天我们正经历着视觉文化，特别是年轻的

工人，他们能够对所见到的做出更有效的响应，而

不是对文字或者数值数据。而视频恰恰能够为他们

提供所需要的视觉信息——能够及时回馈给后端架

构，并帮助提升生产力的信息。”

视频通常基于如下两种主要原因而被植入

HMI 中：

• 需要对生产车间或远程区域进行实时监控和

检查；

• 维护程序所需或者基于培训目的的历史数据

保存和回放功能。

相关应用包括将视频图像灵活并且经济地发

送至多个位置、控制室和办公室，或者从上述区域

获取视频图像。支持视频的 HMI 也能够提供对工

厂安全性和安保的监视，对于维护和培训工作，它

能起指导工具的作用。最为重要的是，视频对于远

“百闻不如一见。”在很多年前，这种情况很

普遍。随着计算机摄像头系统和高速网络应

用的出现，这句话不再准确了。技术的进步

和令人振奋的新技术在工业系统领域大展拳脚，是

时候修改这句话了。得益于处理能力的飞速提升、

越来越大的内存容量以及更多的摄像头功能，现代

工业车间越来越多地将视频应用引入其作业过程和

HMI 中，移动的图像可以使操作人员身临其境。

近些年来，技术愈发进步，成本也在下降，

生产环节对于视频的需求也在稳步提升。对于控制

系统来说，视屏功能正在成为必备选项，它可以十

分经济地完成检查任务，而这些任务以前都是由电

容式和电感式接近传感器和光电传感器来完成的。

功能强大的软件支持高速检测。现在，视频的应

用更加广泛，已经在 HMI 领域中找到了用武之地，

它能够解决各种问题，优点颇多。

据 Cisco 公司的加工业垂直解决方案设计师

Chris Haley 称，在大规模应用之前，产品的视频

能力足以左右其市场地位。他说道：“在过去两年间，

具有视频功能的终端数量成倍激增，这就是人们对

这种功能需求的直接证明。它将如何发展？随着工

业的发展，我们将拭目以待。”

一场完美的改进风暴技术的进步和成本的降低使视频比以往任何

时候都更具吸引力，增加视频功能对大多数工厂而

言是一种切实可行且经济的方案。Haley 引述了当

前加工制造业内推动视频应用增长的两种趋势。“第

一种，我们看到一线工人正转变为技术更熟练的员

工，”他说道，“工业自动化和仪表技术已经变得更

加复杂，对工人的需求也跟高，工人必须能够理

解生产工艺，能够对实时信息做出响应。第二种趋

实时视频功能改

进了监控和控制、

安全监视、维护作

业以及培训应用。

多个站点和控制

室之间的视频交

互提升了效率和

安全性。图片来

源：研华公司。


HMI 专题


专题文章 | tEChnology fEaturES

安部孝

普洛菲斯国际贸易（上海）有限公司

总经理

视频功能是hmi产品的一项增值应用。就Pro-face而言，包括三种，其一是通过视频播放功能，播放一段预先

录制在 hmi Cf 卡上的视频文件，其内容可以是操作和维护指令说明等。其二是事件报警录像功能，可在 hmi 上记录报警触发前后一定时间内的现场视频图像，用其分析错误日志，并辅助故障排除。其三是上位 PC 通过以太网远程查看 hmi 所连摄像头的实时图像，远程监控生产情况。通过视频功能用户可减少现场操作和维护的工时，提高效率。

微观点

吴越年

艾默生过程管理公司

智能无线业务总监

CCtv 视频监视一直用于监视工厂区域生产设备及环境安全，这是工厂安全管理的重要措施之一。随着网络

技术的发展，艾默生又开发出 Wi-fi 标准的无线移动式交流设备（frontline Communicator），包括便携式摄像头、耳机和麦克风。维修工程师可配备此设备深入现场，同时与远程专家进行实时对话，根据现场视频共同寻找和排除故障。这种现场维修方案颠覆了工厂以往的维修模式，除能降低维修成本和提高故障排除率这些优势外，更重大的意义在于充分利用和保护人力资源，最大程度地发挥专家的价值。

陆伯德

施耐德电气工业事业部中国区

控制与系统架构产品市场经理

做为人机交互的重要设备，hmi 发挥的作用越来越大。客户对 hmi 的功能期望也越来越高，已经不仅仅停留

在简单的替代按钮指示灯的功能上。随着人工成本的上升，更少的人工投入成为一种趋势，所

以对距离操控平台较远的关键设备的监控将会是个必然的需求。以往，客户会在 hmi 旁再安装一套视频系统，现在带有视频的 hmi 功能将简化设备。除了生产线，在一些危险场合或者人力资源相对紧张的情况都可以应用。当前施耐德电气hmi 产品 gt 系列支持视频功能，其在多种场合的应用亦得到了广泛赞誉。

徐培修

研华（中国）公司研华工业自动化事业群

产品经理

hmi 的功能日益强大，突破了以往仅显示及监控的简单功能。在某些场合，传统的文本数据及图形显示已

不能满足其需求，用户要求能无缝的看到工业现场所发生的各种现象，视频信号即为很重要的一种监控功能。以风电为例：用户可透过研华开放式平板电脑轻松整合视频信号，实时监控到风机内部变速箱运转的情况。新一代开放式 hmi 整合了运算、通讯、控制、采集等各种功能，满足用户对工业人机界面的多种应用需求。

查看更多相关专业人士评论，请登录控制工程网

微博 http://weibo.cechina.cn/

程监控十分关键。“对于远程站

点的过程控制自动化来说，实

时的视频反馈能够提供多种好

处，”研华公司的产品经理 Mark

Lochhaas 说道，“如果报警能够

提示问题发生，那么实时视频就

能够告诉你到底发生了什么。”

Maple Systems 公司的工

程部经理 Sam Schuy 指出，工

厂为何使用视频功能具有不同

的原因，“从用来实现监控作业

的机器视觉、产品质量监控到安

全和安保，目的多种多样。视频

能够确保制造商生产出了它们

计划中的产品。大多数情况下，

HMI 都配备了视频功能，所以

工厂可以做视频记录，不仅仅出

于安保目的，还可以捕捉异常事

件和报警响应。摄像头可以保存

当时状况的精确的图像记录。”

今天，对于集成了计算机、

配有触摸屏并且联网的开放式

系统来说，增加视频功能相对

容易一些，Lchhaas 补充道：“大

多数现代视频摄像头系统都具

有驱动程序，可以植入应用当

中，大多数基于 Windows 系统

的大型 HMI 平台通常都具有用

来操作视频和其他任务的硬件

和软件。”

改变我们工作的方式今天 HMI 的功能比以前大

为提升。“HMI 具有高智能，足

以控制界面并进行本地显示，

还能够与安装现场的网络互

连，”IEE 公司的商业开发部门副

总裁Steve Motter说道，“5年前，

处理视频文件是一个挑战，但是

当今时代的掌上电脑和平板电

脑使共享视频信息成为一项非

常基本的功能，现在视频甚至可

以内嵌于晶体硅中。无需付出

巨大的投资或者较高的功率损耗，

就能够使用最新的显示界面来支

持这些功能。”

Schuy 说道：不可否认的是，

将摄像头与 HMI 相连要求巨大的

系统资源。仅仅几年前，HMI 的

功率还不足以支持采集视频并完

成其他任务。 “但是今天的处理

器功能更加强大，HMI 具有足够

的内存空间支持视频系统的作业，

而不会减低 HMI 的性能。”他补

充道。

虽然成本的降低毫无疑问，

视频系统仍旧是一项相当大的

投资，硬件仅仅是投资的一部

分。投资的很大部分来自于配置

HMI 系统来完成目标任务所花费

的时间和人工成本。Eaton 公司

的先进解决方案和连通部门经理

Richard Harwell 说道，视频技术

已经获得了长足进步，“但是其

被接纳的程度仍旧相差很远。对

于大多数开放 HMI 平台，视频能

力几乎是标准配置，但是在应用

端仍旧充满障碍。”

Motter 同意道，对于不同的

应用，将视频功能整合到 HMI 中

具有不同的挑战。他说道：“最

终用户需要了解过程信息和运行

参数。视频应该监控些什么？过

程运转的速度是多少？信息传输

的速率应该是多少？需要多少的

带宽？需要多少图像解析度？”

对于 National Instruments 公

司的嵌入式系统产品市场工程师

Michael Sopko 来说，文化差异

也影响了 HMI 对于视频功能的接

纳和采用。“使用宽屏平板电视的

工人也希望在生产车间中看到同

样的高技术方案。”他说道，“为

什么不能在工业中也采用这种宽

屏显示？”

Eaton 公司的 Harwell 将这


视频能够确保制造商按计

划生产出相应的产品。视

频还能够捕捉异常状况并

做视频记录，支持质量控

制和过程优化。图片来源：

Maple Systems 公司。

以选择，以满足不同需求。”

为 HMI 系统安装视频功能的成本

并不昂贵，Peterson 立即补充道：“特

别是对于那些无线系统，利用现有的

Wi-Fi 基础设备可以带来材料和人工上

的巨大节省。”

NI 公司的 Sopko 在无线技术的基

础上又做了进一步的展望——平板电

脑将会和具有无线视频功能的 HMI 一

样将发挥巨大作用。他说道：“平板电

脑目前还不够耐用，但是终有一天它

们会足够耐用。”安全性也是一个考虑

因素，但并非不可以逾越的鸿沟。“平

板电脑技术大有潜力。”

无线或者有线，视频技术在 HMI

系统中以各种形式出现，带来了多种

好处。企业和工厂管理人员以及执行

人员明白，信息完备，雇员才能够更

具效率。Cisco 公司的 Haley 说道：“视

频很有用处，你可以使用生产系统来

为工厂人员提供信息。它能够改善通

讯，相应地，人员配合度就更好。工

厂可以使用通用架构将工厂车间的实

时视频反馈集成到 HMI 屏幕上，并让

更多人能够获取这些信息。”

价格合理、安全可行业界越来越多地意识到在 HMI 系

统中集成视频功能的好处。工厂需要

能够监视作业细节，以便做出合适的

响应。支持视频的 HMI

应用现在已经被大多数

工厂所采用，NI 公司的

Sopko 说道：“是否采用

视频功能最终取决于要

种差异称为代沟。他说道：“大多数

情况下，年轻的工人对于视频技术的

接纳程度更高。事实上，他们期待在

工厂中使用这种技术。随着那些对

YouTube 耳熟能详的年轻员工期望在

工厂中看到同样的技术，HMI 对于视

频功能的接纳程度也会越来越高。这

些技术不仅改变了我们工作的方式，

还改变了我们生活的方式。”

没有理由不采用视频功能没有理由不在你的系统、过程和

作业中增加视频功能。视频是能够快

速显示大量信息的最好的方法之一，

它能够帮助操作人员做出决策。在视

屏功能能够给自动化系统和操作人员

带来的巨大好处面前，任何应用上的

挑战都显得微不足道。

有了无线技术，为 HMI 增加视

频功能变得更有吸引力。艾默生过程

管理公司无线产品市场高级经理 Neil

Peterson 指出，在过程领域，视频功

能历来占有一席之地，“但是在这些系

统中布线的成本颇高。不过，随着因特

网技术和以太网技术已经成为一种标

准配置，以及视频供应商推出编码器，

允许视频信号无线传输，促进了视频技

术的普及。近 10 年来出现的成像、编

码和存储技术，也给视频系统增加了难

以置信的功能特性。现在有多种方法可

www.cechina.cn ■ cONTROL eNGINeeRING cHINA | 2012.05 25 www.cechina.cn • CONTROL eNGINeeRING cHINA | 2012.07 25

HMI 专题



NI 公司推出的 Data Dashboard for LabVIEW 应用程序，可以帮助工

程师和科学家使用 iOS 和安卓移动设备中的离散嵌入式系统来浏览数

据。使用此工具可以快速定义量程区间、图表和其他指标，并将它们

映射到来自于监控系统的网络发布 LabVIEW 变量中。

求和成本以及 HMI 系统所能提供的明显优势。”

支持视频功能的 HMI 能够提供对生产系统更

为详实的描绘，拓展了日常作业和维护的方法，

并带来改进。Sopko 继续道：“具有这些设备的

人机界面非常重要，视频应用提供了一种相对简

便的配置工具，这可能正是视频技术获得长足发

展的最主要的原因之一。按时按需地迅速开发出

功能强大的 HMI 的关键就在于灵活性。生产企业

希望能够提升效率，降低故障，下一代的显示工

具恰恰能够兼顾这两种需求，通过实时图像浏览，

作业人员能够与其他系统交互，在故障发生之前

做出响应。”

既然视频技术在 HMI 中找到了自身的立足之

地，它就需要一种基本的架构，来支持这种需求。

Haley 评述道：“很多制造企业由于经济不景气而勒

紧了裤带，在视频技术上的投入也被削减。这是一

个阻碍，在整个生产过程中采用统一的协议或者架

构不仅仅为推广视频创造了方便，还给工厂带来了

灵活性。今天的美国正在见证制造业的复兴，具有

最先进系统、设备和架构的企业必将在竞争中处于

优势地位。”

艾默生公司的 Peterson 预测视频技术的未来

是“无处不在的”。想象一下未来每个人都手持一

部摄像机或者每一个安全帽上都有一个摄像头。他

问道：“在评价视频技术是否具有优点的时候，只

需想象一下如果没有视频记录将会怎样，如果没有

监控又将怎样？视频能够避免一系列问题。采用

Wi-Fi 架构能够削减成本，增加灵活性，还能够支

持其他应用。负责故障排查和设备维护的工人能够

在 10 分钟内向位于 10 小时车程之外的专家寻求

技术支持。效率更高，经验丰富的员工和新手之间

的信息传达也更为灵便。几年之前，这种视频系统

价格高昂，而今天它们价格合理，且安全可行。”

翻译：辛磊夫


在 HMI 中集成视频功

能的技术已经获得了

长足的发展，对于大

多数的开放式 HMI 平

台来说，这种功能几

乎是标准配置。图片

来源：Eaton 公司。


用户界面的重要性在过去的数年中已经越

来越明显。以苹果公司的 iPod 或 iPhone

为例，它们揭示了直观诱人的用户界面，

图形和环境间相同的视觉和触觉效果是如何彻底改

变人们生活的。很多工业公司已做出了同样的结论，

并开始密切注意它们产品的用户界面的质量。那

么，人机界面的最新趋势是什么？当你在市场上搜

寻新的人机界面解决方案时，应该注意些什么呢？

北尔电子集团 HMI 产品总监 Christian Benz 在接受

CEC 记者采访时给出了他的看法。

“如果你拿到一个新的 iphone，你无须特别腾

出几天时间学习如何操作它，只需要把玩一会就能

了解它具有哪些功能，是如何操作的。我们软件

开发的基础和 iphone 的道理异曲同工，简单易用

是我们研发遵循的原则和前提。” 工业用户界面从

面向消费用户产品的高端三维图形处理和基于图标

的导航和控制功能中获得灵感，HMI 同样可实现

iphone 的 3D 立体图形化界面效果，以及采用滚动

条上下滑动等简单易用的操作习惯，内置更高级的

功能和互动，将人机界面解决方案的概念提升到用

户体验不可分割的一部分。“我认为，就性能来讲，

iphone 可以实现工业现场监视，了解现场信息，但

是软件复杂的机器控制功能仍需 HMI 完成，这是

iphone 无法替代的。HMI 需要借鉴的是 iphone 友

好且直观的用户界面和简单易用的操作特性实现技

术革新。”

在今天，面板硬件被视为是人机界面软件平

台的载体，通过它 OEM 设计工程师可以为公司产

品增加一系列的功能和设计特征，从而使产品增

值。软件平台因而是人机界面解决方案的重要元素。

软件功能的简单易用性是未来 HMI 竞争的关键——CEC 专访北尔电子集团 HMI 产品总监 Christian Benz

Benz 表示，目前各 HMI 厂商在硬件上的区别不太

大，关键在于软件的区别，实现不同的功能。“最

重要的是用户能非常容易操作我们的 HMI，简单易

用、快速安装，无须额外培训即可上手操作，并能

非常快速建立应用程序，并使程序显示图形化，提

高应用效率。”

人机界面方案一直处于变化中，除了图形用

户界面的质量和相关的可用性，开放度是用户关心

的另一个话题。与不同的系统或控制器交换重要信

息是易还是难？运行时间软件能在不同的硬件平台

上操作吗？这些是经常在用户和销售者的对话间出

现的话题。连通性和交流的自由度是真正开放的人

机界面方案的标志。Benz 称：“对于我们关注的中

高端市场，未来更多的控制功能如 PLC、I/O 将集

成到 HMI 中形成整体，因此无须太多不同的硬件

和设备，用户可以直接操作基于HMI的整个集成体，

不仅使用更快更简便，而且价格更低，功能性更强。”

随着 HMI 使用范围扩大，未来价格必然会降低，

尤其在低端市场，伴随价格不断降低带来的质量隐

忧也不可避免存在。在 Benz 看来，质量应是关注

的关键，一旦 HMI 出现了问题，会对整个自动化控

制机器运作产生影响，而 HMI 的好坏要从硬件和软

件两方面考虑。“从硬件上来说，可靠性是必须具备

的。”新型的 HMI 沿用了 iphone、个人 PC 的设计，

符合人体工学原理，铝镁合金的外壳美观且更坚固

耐用。包含 USB 串口、以太网串口在内的多串口通

讯为用户提供了多种选择，更易与多种设备连接使

用。“最重要的是软件。易用、易安装、操作无需培

训，软件平台具有开放性是我们和用户共同追求的

目标。”（CEC 金艳采访整理）

北尔电子集团 HMI 产品总监 Christian Benz

HMI 专题



超过 50% 的的网络安装问题都发生在 OSI

模型的第一层（物理层），需要强调的是

对于工业应用的网络基础设施来说，信

号清晰度是一个非常重要的关注点。工业网络基础

设施常常使用双绞线电缆，它比同轴电缆更加灵活

且价格低廉，Cat5e 电缆和 Cat6e 电缆经常被推荐

使用在很多安装场合；因此，双绞线电缆的结构对

于确保高质量的信号传输非常关键。

差分以太网差分以太网如何工作？ Cat5e 电缆和 Cat6e 电

缆使用不同的信号传输模型，在双绞线上的每根线

上的极性相反，振幅相同。在通道的接收端，测量

振幅相同但是极性相反的信号“差值”电平。如果

信号振幅是 2V，那么信号差值就是 4V。

如果噪声进入了对称线对通道，那么它和通用

信号的模型的表征是一样的。两条线上的信号“相

同”，具有相同的振幅和相位。这种干扰信号并不

会独立于数据信号单独变化，而是与电压信号融为

一体，组成混合波形。

差分模式传输的优美之处就在于它可以通过计

算两条线之间的“差异”，轻松地从源信号中消除

噪声（见图。）4V 差分信号（-2V 到 2V）和 1V 普

优化工业网络的信号清晰度超过一半的网络安装问题都出在物理层——噪声、接地环路、信号反射以及串扰

等。提升信号清晰度刻不容缓。

Galen Gareis 通模式的干扰（每条线上 1V 干扰），两条线上的

差分电压强度仍旧是 4V（3V 到 -1V）。

对于完美的平衡电缆系统来说，感生的普通

模式信号在两条线上的电压相同，可以被变送器执

行减法运算而消除，因此做到了完美的噪声消除。

实际上，双绞线也不是完美平衡的，（美国电

信工业联合会）对电缆规格上做出了一定限制，至

少保证双绞线能实现基本的平衡。DCR 失衡、电

容失衡（CUB）以及横向变换损耗（TCL）就是为

了确保线对平衡和给出的一些要求。

平衡双绞线平衡双绞线包括多种策略，双绞线越平衡，

信号的稳定性就越高。使用双绞线电缆常见的挑战

如下：

• 易受噪声影响：在安装、缠绕和加工的时候

双绞线容易被拆开。

每一对双绞线都可以看做是一个天线，能够

接受或者传输信号；这样随着双绞线电缆长度增加，

每对导线之间的作用也在积累，就越容易受到 EMI

和 RFI 的影响，影响信号传输和网络性能。

• 信号反射：当双绞线被拆开时，会产生阻抗

不规则性，进而导致信号反射（回波损耗）。阻抗

不均匀也是会积累的。

• 线对之间的串扰：所有的双绞线以太网电缆

都有串扰问题或者线对之间的耦合问题，这是由于

每对线都有不同的捻距。不同的捻距会加剧串扰并

在电缆中积累。

• 连接体问题：使用不良的连接体会使双绞线

在内部分开，导致信号缺乏完整性。追踪连接体内

部的问题是一个耗时且昂贵的过程。

• 缺乏机械强度：与其他类型电缆类似，双绞

线在安装过程中很容易受到拉扯和弯曲的影响而降

低性能。如果线对上被施加了拉力，而连接器之间

的拉力又不同，那么就会出现问题。

差分模式传输通过计算两条线上的“差值”能够从源信号中去除噪声。

在完美平衡的电缆系统中，感生的普通模式信号在两条线上的电压相

同，可以被变送器执行减法运算而消除，因此做到了完美的噪声消除。


扩展: 可架构高性能全千兆核心骨干网完整: 综合的Edge-to-Core网络解决方案可靠: 永不停运的系统强固: 工业级风扇设计

最多可达4个万兆端口多达52个光纤连接（SFP插槽） 3层路由，互联多个局域网段支持Turbo Ring、Turbo Chain和RSTP/STP以太网冗余无风扇设计, 工作温度0 ~ 60℃ 隔离型冗余电源输入，通用110/220 VAC电源电压模块化设计，提供最大的灵活性和未来的可扩展性热插拔接口，连续运行的电源模块最多可达48个千兆端口

ICS-G7848/G7850/G785248个千兆/48个千兆+2个万兆/48个千兆+4个万兆端口，3层全千兆模块化网管型以太网交换机

500超过

工业以太网产品串口联网产品无线联网产品嵌入式产品

Moxa 北京: 010-6872-3959/60/61Moxa 上海: 021-5258-9955Moxa 深圳: 755-8368-4084/94免费咨询热线: 800-820-5036Http://www.moxa.com .cn

接地环路中的噪声如果双绞线的平衡并不完美，在 RF 频率下平

衡的信号就会转化成不平衡的信号。20-30MHz 频

率或者更高频率下的差分模式信号会转化成普通模

式信号，反之亦然。

这种转化反过来会影响对于环境噪声的抗扰

度，还会增加不平衡电缆线对之间的串扰。只有高

度平衡的线对才能够消除这种影响。

平衡线对中的信号相位也很重要，因为内每一

个信号都必须以合适的相位到达线对的终点，两条

线必须具有相同的电气长度，才能保证两条线上的

信号是“相等”的反向信号。

有三种噪声会被引入双绞线电缆：差分噪声、

环境噪声和接地循环噪声。来自于同根电缆的相

邻部位的差分噪声被称作 NEXT（来自电缆内部），

来自于相邻的不同电缆的噪声被称为 ANEXT

（来自相邻电缆）。

环境噪声是电容性或者电感性的，通

过外部干扰的电磁场耦合到平衡线对中，这

些干扰包括电机噪声、荧光灯镇流器和射频

（RF）源（影响按前后顺序依次增强）。接地

循环噪声产生于建筑物不同位置或者不同建

筑物之间的导体终端电位或者物理地电位的

不同。

屏蔽屏蔽能够通过限制从环境耦合到双绞线

中的噪声来降低模态转换的电压。屏蔽的作用

就像一个噪声衰减器，干扰信号被尽可能地衰

减，直到不足以对屏蔽层下方的双绞线造成影

响。屏蔽并不能完全除去噪声，只能使噪声衰

减。平衡双绞线利用差分信号来移除噪声。平

衡程度越高，噪声移除的效果就越好。噪声越

大，对于线对平衡度的要求就越高。

粘连线对技术粘连线对（Bonded-pair）技术能够减轻

双绞线电缆面临的诸多挑战，使其具有了一

度只有同轴设计和双芯设计才能具有的一致

性。如果连接器做成了一对（即轴向相邻布

置），连接器就能够保证相同的间距和一对相

同的双绞绝缘导体，这种技术还能够保证耐

用性，确保在生产或者安装过程中双绞线不

“从阻止信号反射和串扰着

手来提升信号清晰度。”

会松开或者分离。

别找捷径在工业网络应用

中，双绞线电缆能够提供多种好处。然而，如果想

从电缆质量上寻求捷径恐怕会适得其反，导致停机

或者成本高昂的维护。

选择平衡电缆很重要，它能够抵抗噪声、信号

反射、串扰和其他会影响信号清晰度的问题。

文章编号：1207-03发送短信“ 文章编号+ 评语代码”13910666165，告诉我们您对此文的意见。1- 很好，有很高的参考价值2- 一般，有一定的参考价值3- 不好，没有参考价值



以此情况为例：你的自动

化系统集成产品用户

陷入非常严重的问题当

中，他之前的合作伙伴把烂摊子

留给了你。你面临着来自各方的

压力，必须使系统恢复正常，需

要采取一些手段为你的客户赢得

这场战斗。让我们看看如何从噩

梦中快速恢复，如下建议或许可

以给用户和系统集成商些许帮助。

确定优先级任何恢复方案的第一步都是

评估当前状况以及目标效果。给

各项任务排列优先级，你的客户

可能对成本有严格控制，也可能

不在乎数百万的经费，只要能按

时完成即可。必须区分这些不同

远离自动化系统集成的噩梦如何避免如噩梦一般的项目：当自动化项目偏离轨道，你必须在关键时刻努力

收复失地而非置之不理。本文将会讨论如何挽救如噩梦般的项目，以及哪些迹

象预示了未来的噩梦。

David McCarthy 系统软件的就位程度。通常此类

软件可以分成三大种：可视化软

件、控制软件和智能加工软件。

这些软件必须配合工作才能够实

现系统的功能特性，你必须分别

查看每种软件。可视化软件用来

显示加工设备的状态，为工作人

员提供多种方法进行系统配置并

与加工设备交换信息。设备描述

通常采用图形方式，虽然这是不

是必须的。评估中需要考虑的注

意点包括：是否对所有设备都进

行了描述？设备状态是否正常？

现场所有区域是否都能够被操作

员控制？设定点、手动控制弹出

窗口、循环调整参数和其他配置

数据是否都已填写完毕？

控制软件通常用来给所有

功能控制、设备控制、联锁、

排序、故障响应和其他功能组

件进行编程。但是专用软件之

间的差异会很大，有一个同样

的评估方法可以使用。首先形

成一份控制软件所有通用功能

的列表，从系统的功能说明书

就可以轻松获得，如果没有功

能说明书，至少能够形成一份

简要的清单，列出通用操作方

法、所需的功能以及这些功能

使用方法的简要描述，包括联

锁和故障响应。你和你的团队

需要观察控制软件的工作，并

根据这个清单找出哪些功能工

以前的可视化界面：所显示的信息缺乏细节数据，比如阀位和管路。

界面中也没有描述蒸汽、水和化学试剂的注入点。图片来源：TriCore

公司。

需求，否则日后必定留有隐痛。

你需要与你的客户开诚布公地落

实这些要求的优先级，根据不同

的情况，有些要求可能不得不延

后处理，为了那些更重要的目的

争取足够的时间和资源。

评估状况下一步就是实际地评估项目

状况。评估的某些部分相对容易

判断，例如那些可以直观看到和

触摸到的东西，如建筑物是否完

好（墙壁、地板、天花板和照明

等等）？过程设备和控制设备是

否全部就位？基础功用设施是否

全部可用并以就位？是否已经成

套、组装好、管路畅通布线完成？

而比较难于回答的问题就是


SmartEngineeringSmartEngineering

Technology by THE INNOVATORS

Perfection in Automationwww.br-automation.com

作正常，哪些功能工作不正常。

智能生产要求使用所有数据，包括从车间现场的系

统数据到会议室内的数据。覆盖的数据面很广，通常都需

要使用一些通用的架构。数据可以从其他系统推送到车间

系统，用于完成系统配置，例如产品规格和计划、设备清

理计划和其他属性。来自于车间现场的常规数据通常包括

生产了那种产品、产量是多少、消耗了何种原材料以及其

他内容。通常都有一组报告与系统的每一个作业区域相关

联。当评价这些项目的相对完整性等级时，可以讯问如下

问题：产品规格是否已经下载？工作流程计划是否已经做

相应更新？相关数据是否被完整收集？是否配有事件触发

机制？每一个功能区域的报告是否可用？所有的查询和过

滤功能是否可用？

做好计划在这个过程中，你的最终价值体现在你是否能够尽

可能快速和安全地将系统从现状恢复至原状。可靠和实际

的计划正是所需，缺乏计划本身就容易造成噩梦。

你的计划可能会需要原始的供应商，因为他们具有

相关的技能和能力能够帮助你。这些供应通常对噩梦的原

有具有深刻的认识，对现有系统的了解也很深入，这会给

你带来很大帮助。有了这些资源，你还需要自己公司资源

的支持、客户公司资源的支持、甚至有可能还需要客户的

用户所在公司资源的支持。时刻牢记需求的有限次序，在

做计划是确保项目的最高目的能够达到。为了满足这些需

求，日程安排和资源计划必须切实可行。做好最坏情况的

打算，而不要一味期望最好情况会出现。

任何成功的计划不能缺少利益相关者的支持。此阶段

的目标就是让情况快速恢复可控状态，为了实现这个目的，

每一个人都需要明确各种目标的优先级、自己的角色、自

己的任务以及完整的计划。计划中要安排利益相关者的每

日例会。这一点很重要，能够确保每个人都在轨道之上，

将每日的进展告知大家，最重要的是，可以让你能够使用

“即使最好的团队，也会碰到意料之

外的问题。确保计划留有余地，且常

备一个可操作的备用计划。”



所有可用资源来解决面临的问题。

执行要点计划完备，团队就位，可以

开始解决问题并静待佳音了。在

这个过程中会有很多变数，你需

要严格执行，确保项目进行不会

脱轨。手头要常备用来实现主要

目标所需的所有系统作业的对照

表和计划。

一些系统组件可能需要迅速

恢复就位，以实现一些基本作业。

根据计划要求的严重程度，可能

需要牺牲联锁功能和故障响应功

能的稳定性测试，为了能够尽快

实现一些基本功能。如果有这种

情况，在主要目标实现之后，必

须重新核对这些之前牺牲的项

目，确保联锁和故障响应功能能

够正常工作。

如果时间压力很大，就需要

多个团队并行工作。这种方法需

要制定更多的作业规则，并且要

求更多的团队协作，如果操作合

理，项目进程就可以加快。有两

种方法可以依循，一种是多个团

队轮班倒，最好有三个团队倒班，

预防噩梦的水晶球都说事后英雄人人会做，但

是事后英雄做得多了，还是能够

总结出一些经验，从某些迹象就

能够看出原本完美的项目有可能

向噩梦发展。如下是一些注意点，

保持关注就能让你睡的安心：

• 沉默是金，但是对于项

目管理并不适用。“没有消息就

是好消息”也无法让你获得成

功。经常开碰头会并且形成有

依据的报告能够帮助确保项目

在正轨。

• 缺乏功能说明书会让美梦

成噩梦。有多少噩梦的开始就是

因为缺乏合适的说明书。没有说

明书，就缺乏最根本的依据，就

无法在控制软件开发过程中获得

明细的状态描述。

• 专人专管。询问并审查分

配到项目上的技术资源情况，随

后项目经理就会给你相关响应，

这种迹象很好，说明你的组织架

构简单明确。

• 防微杜渐。最后几个项目

进展报告是否已经提交？当情况

有失控的迹象，立即深入调查，

观察对项目是否有影响，防止情

况最后完全失控。

• 如果计划的实现十分困

难，那么就要考虑备用计划。过

度激进的计划是很多噩梦的开

始。哪怕是最好的团队，也会碰

到意料之外的状况导致项目延

迟。确保计划留有余地，且常备

一个可操作的备用计划。


后来的可视化界面：后来的界面能够利用公式进行一些假设和预测，界面上可以

清晰显示阀位、蒸汽和水的注入点，以及化学试剂的种类和注入点。图片来源：

TriCore 公司。

通常 10 个小时轮换一次，每次

倒班的开始和结束阶段要保证足

够的时间用来交接工作。每一个

团队都需要有一个指定的领导和

明确的目标。如果过程允许，多

个团队也可以同时工作，负责工

厂的不同功能区域。

完美的句号在项目接近尾声时，确保

所有团队的工作都做好了详实

的备案。你需要一个清单，用

来跟踪一些开放式问题，确保

所有问题都被解决了。对于所

有过程作业都必须进行详实的

备案，要备案的设备层面，能

够反映在这个过程正的任何变

动。确保工厂职员在系统操作

和系统维护方面都被培训到位。

一旦现场收尾工作结束，情况

稳定只待开工时，与所有利益

相关方进行一次对话，指出此

次噩梦事件的根本原因，让他

们能够在未来避免同样事件。

这种经历对于相关方来说

都不愉快，但是却能够帮助客户

在未来避免再犯同样错误。


让操作人员效率更高创建能够满足当前和未来需求的操作员工作场所需要什么样的工具和方呢？

集成作业高效的控制系统应该能为用

户提供无缝整合多种渠道来源的

数据的方法。它实现了不同计算

机程序和系统之间的合作，为操

作人员提供来自任意渠道的所有

必要信息。操作人员能够直观地

获取这些信息，并能够动态管理

视图。这些特性能够减少辨别必

要响应所需的时间。

今天，一所运行中的工厂可

能包含多种控制器平台，包括可

编程逻辑控制器（PLC）、分布

式控制系统（DCS）、安全系统、

设备自动化系统（FAS）和电气

控制系统（ECS）等等，除此之外，

还包括计算机化维护管理系统

（CMMS）、企业资源计划（ERP）、

全球每年由于过程崩溃

给过程工业带来的损

失大约在 200 亿美元

左右，几乎占了总产值的 5%。

研究表明，80% 的损失是可以

阻止的，在这些可以阻止的损

失当中，有 40% 主要由操作人

员失误造成。这意味着如果可

以找到一种方法，帮助避免人

员失误，将节省大约 64 亿美元。

对于保证过程控制和管理的价

值来说，操作人员的效率是一

项基本的要素。

一个提高效率的着手点是

提升操作人员对状态的辨识，并

提高其对异常状况的应变能力。

这样，操作人员就能够做出更好

的决策，进而提升安全性和延长

过程运行时间。

提升操作人员的效率需要

面临技术和管理两方面的巨大的

挑战。例如，工业过程的管理和

监控将不可避免地面临技术的更

替，由劳动力年龄结构变更所导

致的文化水平的降低，以及越来

越复杂的作业。如果不对操作人

员的效率给予近乎苛求的重视，

那么这些因素将会导致成本的急

剧增加。

在设计自动化系统时，有

四点与操作人员表现密切相关：

• 集成作业；

• 高性能设计；

• 重视人的因素；

• 操作人员技能。

Hongyu Pei Breivold

Martin Olausson

Susanne Timsjǒ

Magnus Larsson

Roy Tanner

有效的工作设施设置能够将所有操作人员和管理人员所需的资源都放置在容易获得的位

置。图片来源：ABB 公司。

视频监控系统和历史数据等工厂

信息系统，为操作人员完成决策

过程提供有价值的信息。

高性能设计很多标准化组织和研究机

构已经或者持续在 HMI 表达方

式上付诸巨大的努力，这些成果

能够帮助指导接口设计、人体工

程学、态势感知以及报警管理。

ABB 公司依托这些成果和自身丰

富的专业知识，与很多其他的系

统设计厂商一起积极参加各种各

样的技术会议、工作组、标准开

发组织，为制定更好的标准打下

了坚实的基础。

影响 HMI 发展的一个关键



领域就是对于异常状况的处理。

所谓异常状况就是干扰或者事

故，而当遇到这些异常状况时，

控制系统不知道如何应付，因此

需要操作人员的干预。当进行控

制系统安装项目时，基于最终用

户的工作方式来定制工作环境布

局是很重要的，提供对高性能报

警管理策略的支持也同样重要，

如配备报警屏蔽（操作人员触发

报警抑制）和报警隐藏（基于条

件的报警抑制）等特性。这些特

性减少了误报警和非关键报警，

用户可以满足甚至超过当前标

准的要求，例如 EEMUA 191 和

ISA SP18.2。

异常状况管理专家和“高性

能 HMI 手册”的作者 Ian Nimmo

认为，HMI 高性能设计的驱动

因素就是态势感知（situation

awareness)。他说道：“具有良

好的态势感知意味着操作人员对

于当前的过程和设备状况具有精

确的感知，并准确理解各种趋势

分析的意义。”

态势感知所反映的一些关键

提升操作人员对状态的辨识，并提高其对异常状况的应变能力。

这样，操作人员就能够做出更好的决策，进而提升安全性和延长

过程运行时间。

的概念包括颜色定义

以及如果使用各种颜

色最大限度地提高异

常状况的可视性。态

势感知并不是一个新

的概念了，然而，这

个概念仍旧是很多组

织争论的焦点。争论

的一个方面是使用灰

度级还是使用冷色调

图像方案。此外，导

航方法和在异常状况

下的快速响应的图形

界面层级定义，以及

信息表现形式都与异

常状况的预测和避免

密切相关。态势感知

对于如下几个方面影响巨大：

• 增加异常状况应对和正常状

况恢复的成功率；

• 减少异常状况时操作人员

完成所需任务的时间；

• 提升控制室操作人员在报

警发生之前检测到异常状况的能

力。

重视人的因素系统设计人员需要重视人的

因素。一个主要的原因就是熟练

的设计人员知道，更好的工作环

境能够降低操作人员的压力，这

就相当于提高了操作人员应对异

常状况的能力和效率，还可以减

少健康问题以及资源成本。

高效的操作人员工作场所配

备有先进的键盘，具有支持多用

户处理的热键，并配有电动可调

桌面和监控器定位的操作人员桌

面系统，以及定向声音系统和集

成可调照明光源。在规划控制室

环境时使用这样的设计概念，对

于操作人员团队的效能具有重要

的影响。所有这些因素都会最终

导致操作人员环境的改进和控制

室操作人员警戒程度的提高。

控制室工作程序对于确保作

业的一致性很重要，他们也能够

支持操作人员的非常规动作，例

如在特定环境下可以使用核对清

单指导操作人员完成工作程序。

工作规则和职责的清晰定义

是作业成功的另一个至关重要的

因素。这意味着必须对一个操作

人员需要完成的所有任务做出规

定并备案，包括正常情况之外的

任务。

为了给控制室或者智能控

制中心定义新的标准，ABB 公

司及其 800xA 系统与控制室供

应商 CGM 公司创建了一个示范

项目，以强调最优秀的控制室布

局必定对人的因素以及人体工程

学给予足够的重视。位于瑞典

Borås 的“未来工作中心（Future

Operations Center）”为我们呈

现了如何搭建最优秀的控制室的

最新信息。它覆盖了许多议题，

包括声音、噪声吸收、地板材料、

灯光控制和过程的颜色标识。

操作人员技能当操作人员与过程发生交互

作用时，他们的动作经常会对商业

后果产生巨大影响，特别是当过程

处于异常状况而操作人员需要理

解并管理复杂作业以完成过程恢

复时。使用仿真器的新兴技术被用

于培训，准确再现操作人员环境，

包括图像和控制逻辑。仿真器提供

安全且现实的环境，过程操作人员

和仪表技术人员能够学会如何控

制过程，并据此获得自信。

以用户为中心的设计高效 HMI 的设计要求重视

操作人员的工作流程和任务。设


计人员应该与操作人员一起完成

用户调研，进行操作人员任务分

析。用户调研的方法包括面谈、

现场调研和观察。面谈问题需要

预先发给操作人员，以确保用户

具有正确的理解和认知，并经过

认真准备。面谈问题可以是结构

化或者非结构化的，相同之处是

都具有问答环节。

然后将收集到的数据整合起

来，这些数据包括主要概念的识

别，每个用户调研的结果以及这

些结果与操作人员效率提升之间

的关系分析。另一个能够提升用

户关注度的有效方法是设置用户

参照群，从不同角度进行比较。

参照群的目的有三个方面：

• 为用户提供正在进行和计

划进行的开发项目的第一手信

息；

• 允许用户主动干预供应商

的操作人员界面开发；

• 从用户的需求，未来的趋

势，以及如何提高用户生产率和

收益等方面考虑，为用户搭建一

个交换和验证想法的平台。。

放眼未来过程作业是一项团队工

作，不同班组需要互相交流合

作。为了提升操作人员的合作

性，一个创意是使用“协作板

（collaboration board）”，即操作

人员可以在实时过程界面中留下

消息，或者在下拉式白板中演示

其想法。这种合作功能能够应用

在多种角色中，包括工厂管理层、

系统管理层、经理以及维护和操

作人员。

今天雇佣的很多操作人员是

从小伴随着电脑一起长大的，可

谓是“数字原生代”。对于这些

新的数字一代，传授工厂工作信

息所使用的最好方法

就是视觉学习。操作

过程的调研显示他们

比老一代的工作人员

使用更多的视图。他

们也希望能更多地对

其视图进行个性化设

置。新一代操作人员

更愿意以视觉化的形

式展示工厂作业，而

老一代的操作人员则

愿意使用连续的方式理解工厂作

业。

操作人员效率的秘密操作人员效率是一个具有挑

战的领域。任何希望在此领域有

所建树的公司都必须通过如下几

点积极做出努力：

1. 利用能够自行升级并提供

所需集成度和集中度以提升合作

环境的自动化平台。

2. 为满足态势感知和异常状

态处理相关的标准和设计方法提

供帮助，包括使用具有一定灵活

度，并能够满足班组特定用户需

求的自动化系统。

3. 将人的因素和最佳的实践

综合考虑以实现最优的操作人员

效率。

4. 不仅仅对操作人员进行培

训，还要使用最有价值的设备和

现有的知识产权为建立操作人员

的信心和技能创造环境。

想要提升操作人员效率的过

程厂商应该努力为操作人员创造

高效的工作环境，坚持以用户为

中心的设计，积极关注未来技术

以及这些技术在提升操作人员效

率方面的应用。通过更有效地利

用操作人员的技术经验，在所有

作业状况下快速获取相关数据，

协助操作人员完成决策过程，失

设备和人体工程学的合理结合能够创造良好的工作

环境，减少操作人员的压力水平，并提升其态势感

知能力。

协作板允许操作人员跨班组或者与管理层交流

意见。

误率可以降低。这些都能转化为

经济价值。

通过关注操作人员，并提供

在所有工作模式下都能够为操作

人员决策过程创造便利的过程控

制界面，ABB 在激发工作效能上

获得了可以想见的成功。通过不

断的研究和开发，ABB 保持其在

此领域的领先地位，帮助用户达

成卓越。

翻译：辛磊夫




以太网协议可以保证将数据安全地从信源

传输到信栈。“安全”意味着 A 方发送

的数据和 B 方接受到的数据满足：

• 在未受影响时均可清晰识别

• 在受影响后具有重发机制，能够重新发送数

据，并将未受影响的数据副本发送给 B。

应该明确的是，以太网协议的设计人员希望

能够尽可能地保护数据不受影响。以太网框架（OSI

7 层模型的第 2 层）使用了 32 位 CRC（循环冗余

校验），虽然不可靠数据很难在这种机制下藏匿其

踪迹，但仍旧无法杜绝，所以不能忽视。因此，重

担就加之于安装人员和用户肩上，避免用低劣的安

装使设计人员的努力付之东流。如果工厂的噪声会

对走线中的数据造成影响，那么问题就会不期而至。

工业以太网信号清晰度

最佳实践和最新技术有助于确保来自于工业以太网的信息能够体现实际的测量结

果或者指令。这包括合理的接地、电缆布线、良好的屏蔽和电缆长度。

Helge Hornis • 如果数据干扰并不频繁，数据最终还是会完

好地达到接收方 B，但是不幸的是，由于重发机制

的作用，会导致数据的延迟。

• 另外一种情况，如果不做更新，发送方 A

可能永远无法成功地将数据发送给接收方 B。当这

种情况发生时，到达 B 的数据会比正常情况下具

有更多的“跳变”，这是数据延迟的另一种可能的

后果。

• 第三种可能，也是最坏的一种情况，就是 A

可能根本无法将数据发送至 B。

如果通讯系统设计精良，那么用户就可以对

接收到正确的数据具有足够的信心。换句话说，“网

络信号清晰度”较好。

如果数据延迟或者数据根本无法发送的主要

原因确实是由于低劣的安装作业，那么就有必要

了解优秀的安装作业是怎样的。

良好的接地设备必须良好的接地，很多硬件生产厂商花

费了大量的时间和精力在产品中设计接地螺杆和

接地端子。何不使用呢？不要为了省几分钱就选

择 24 号电线作为接地连线。既然我们谈论的是网

络，那么 PLC 距离数据源的位置就很可能较远。

如果是这种情况话，最好将整套设备等电位接地。

如果不是这种情况，那么可以选用屏蔽网络电缆，

将设备的不同部分连接到等电位，但是这种电缆

并不能取代铠装电缆或者编织电缆作为设备到地

电位之间的低阻抗通路来使用。

而且，设备的孤立部分之间必须用重型接地

带相连，并与牢固的节点连接相连。屏蔽电缆引

读写头与控制器之间的电缆需要进行连续屏蔽，这

能够保证 RFID 系统即使在充满的噪声的工业条件下

也能够可靠地传输数据。这种情况下使用的电缆具

有连接螺母，可以与电缆屏蔽层相连。传统屏蔽电

缆的设计并非如此。图片来源：Pepperl+Fuchs 公司。


入金属接线盒之后，立即将屏蔽层剥离，并将屏蔽

层与电缆引入位置的金属外壳相连接。这种方法可

以确保屏蔽层上的噪声不会被带入接线盒，而直接

通过地电平导走。

合理的电缆布线一台设备通常都包含多种不同的耗电部件，其

中一些耗电部件容易产生较高的电磁噪声，例如电

机和驱动。最常见的错误就是将电机的电缆与网络

电缆布置得很近。别那么做。原则是将电源线和控

制线至少隔离 4 英寸到 20 英寸的距离，这种方法

可以降低电磁噪声对控制电缆的影响。

选择合适的硬件成功组网的第一步就是选择设计精良的硬件，

包括网络基础设备和其他组件。仍旧以驱动器为例，

相对于那些对信号波形具有较大影响的方案，采用

了具有较少电磁辐射的驱动器的方案发生问题的可

能性更低。

屏蔽电缆？别被误导了很多工程师肯于费工夫选择屏蔽电缆组件，问

题是大多数屏蔽电缆组件都不起作用！如果要是屏

蔽电缆组件发挥作用，必须将屏蔽层以某种形式与

设备的接地端子相连。不幸的是，通常屏蔽电缆组

件中的屏蔽层仅仅是沿着电缆包覆而已，并没有与

连接器或者连接螺母相连。这种电缆组件只是具有

更好的机械性能而已，噪声仍旧能够沿着屏蔽层传

导，而不会通过接地端子导走。相反，噪声信号反

而有可能通过连接器导入信号线。

电缆越短越好任何电缆都能起到天线的作用，所以越短越

好。而且，不要将多余的电缆环绕设备放置，这

会帮助噪声进入你的信号线，这种情况下，电缆

就像一个变送器一样，使噪声信号更容易耦合到

信号线中。

借助环境如果信号线置于开放式的沟槽中，那么将它推

至沟槽角落处，这样一来，沟槽的地面和侧面都能

够帮助屏蔽外部噪声。

选择一种合适的数据编码机制能够给信号清晰度

和传输稳定性带来很大好处。这个例子是 AS-

Interface （执行器传感器接口）的编码机制。第一步，

NRZ 原始数据串是 ManchesterII 编码形式，导致

信号调制较为耗时。第二步，使用 sin2 脉冲对矩形

脉冲进行 APM 编码。这一步很重要，由于 sin2 的

频谱很窄，能够限制 EMC 噪声，因此数据传输不

易受到影响，在不经过调制的条件下更容易到达接

收端。图片来源：Pepperl+Fuchs 公司。

铁氧体如果噪声信号是高能量脉冲，铁氧体不失为一

个好办法。为了获得最佳性能，网络电缆应该环绕

铁氧体缠几圈，而且要在电缆的两端都这样做。如

果能在那些产生噪声的电缆上也使用铁氧体则效果

更好。你的电脑显示器电源线内置有这种铁氧体就

是出于这种考虑。

何时无需屏蔽

虽然以太网电缆应该做好屏蔽，但是对于和以

太网协同工作的 AS-Interface 网络就不尽然。这种

网络的设计本身就不要求屏蔽，而且电缆两端都不

需要屏蔽。虽然在极度恶劣的电磁环境中屏蔽可能

会起到一些作用，但是使用屏蔽电缆会导致长度缩

短 30%。



应用案例 | aPPliCation uPdatE

简便的运动系统集成：可操作的策略和工具在设计设备运动控制的时候，牢记运动都是带有负载的。运动系统集成能够帮助实现更加具有战

略性的设备设计，达到更高的效率，操作也更加直观。

Tom Jensen 运动系统的挑战很多工程师的职业生涯都始于工控环境中的设

备运动概念，时刻牢记运动是带有负载的。设备建

造商或者工厂工程师与其使用标准的产品设计蓝本，

不如仔细研究产品的具体应用场合，这会为运动系

统集成给出很大帮助。战略性设计方法能够实现更

有效率、使用更直观的设备。

运动控制工程中所使用的传统方法大体上基于

一种很简单的运动控制器模型、伺服模型和电机控

制模型。工业的发展趋势是高度同步的交流伺服系

统和机器人，可自定义能力更强的运动控制应用正

在后勤、物料夹持、塑料设备、金属制品和其他会

对运动控制带来不小挑战的领域内大放异彩。

标准的线性运动应用——加

工、挤压机、夹具和定位应用中比

较常见——趋向服务于单纯的目

的，对于速率和灵活性要求不高。

相反的，一些高级应用场合，例如

制药行业中的起泡包装，有可能包

含多种包装尺寸和剂量、小规模生

产、设备清洗等变化，还需要从胶

囊切换到片剂或者液体药剂产品。

设计问题不仅仅包括高可靠性，还

要包括精确的速度、灵活性以及便

于编程以实现产品变动。

设备设计总是或多或少地有

些复杂。过去，典型的系统仅使用

一台设备解决简单的问题，例如机

械纸板箱包装设备，使用一台电机

驱动，产品产出率就是 1:1。如果

要切换到另外一种产品或者包装尺

寸有变动，通常意味着需要停机，

更换零件，经验丰富的工人花费数小时才能完成。

虽然速度不高，灵活性也不强，但是机械过程毫不

复杂，只需合理设置，就能实现较好的可操作性和

一致的性能。

虽然设备从本质上没有什么变化，但是应用

需求却变了。以高度复杂的动态包装工业为例，特

别是在生活消费品包装中，运动控制集成的挑战显

而易见。今天的纸板包装作业可能包含 20 台交流

伺服电机。生活消费品包装速率更高。例如糖果打

包机每分钟打包 3000 袋，且打包过程包含多个步

骤——从滚轴获取打包材料、切割、取得产品、定位、

打包扭转和转动。问题的复杂度不仅仅在于量，还

在于编程。生活消费品包装设备通常需要应对不同

种类的产品。设备环境必须具备涡轮机的速度，还

具有足够的灵活性，转换新型 SKU 并引入市场。

通用语言，标准代码过去，为了实现一个复杂的工作，从零开始

开发一种专用的工具很是平常。今天，复杂的设备

设计并不一定要求复杂的编程。关键在于找到一种

方法，使软件能够简化作业和维护。简单代码和模

块代码是 OMAC PackMLS（设备自动化和控制组

织——包装设备语言）组织和 ISA88（美国自动化

学会）发展的主要成果。值得一提的是，ISA88 提

供了针对于模块化设备和控制模块的标准。ISA88

第五部分确保业界领先位置的供应商都能够为客户

提供标准模块，这是一种用于伺服电机的可以互换

的标准模块。

这些国际代码提供同一种框架，在这种框架

下工作，可以降低复杂度，只要编写一种功能模块

的代码，就可以应用于上述的 19 个例子中，无需

为每一台电机开发独立的代码。基于 ISA88 和 PLC

设计统一的功能强大的集中自动

化控制系统的关键在于精确地获

取信息。图片来源：Lenze 美国

公司。


Open 运动标准，一台指定的电机就获得了一套或者

一系列运动属性，设备工程师获得了极大地作业可

互换性，而这在十年前是无法实现的。随后通用的

技术方法和统一的包装机语言诞生，正是这些成果

促成了近期运动控制的创新，更好的设备集成和离

散设备加工领域中更好的加工一致性才得以实现。

代码编写过程标准化了，代码模块就能够实现

运动控制器到 PLC 和 HMI 的通讯。信息的流畅交

互处于核心地位，简化了一度很复杂的设备和过程，

例如机器人和捆包系统。市场最近的控制产品具有

相当的智能型，例如可以判断主要包装产品和次要

包装产品的包装尺寸，自动调整设备配置，无需使

用复杂的计时、计数和其他变量。

模块化多轴机器人机器人技术不再受限于高度定制的应用。最近

的运动控制技术能够将机器人集成到任何应用中，

只要能够定义机械自由度即可。

例如，过去的连续装箱机使用机械载荷撞锤将

产品推到待包装的盒子中，这要求连续提供产品和

纸盒箱，使用间歇性的停止 - 启动运动。一种在三

个维度上作业，要求采用 ISA88 标准的设计方法诞

生了，它使用一种包含所有三个维度的机器人模块。

这种三维动作能够编程到一个模块中，统一编写复

位、珩磨和作业动作的代码，还可以复制以实现并

行作业。由于使用了具有三个维度运动能力的连续

包装机——前后运动、左右运动、上下运动，传输

设备的动作更加精确，可以实现产品的连续包装，

避免了无谓的能耗以及时常停机开机所产生的机械

摩擦和磨损。

因此，一度需要使用 12 个独立轴才能完成的

装箱机如今只需要使用机器人软件模块进行编程即

可，仅仅需要为输入和输出传送带分配辅助轴，因

此获得了更高的作业速率和更长的寿命。依照标准

“模板”进行编程，仅作略微调整即可适用于任何应

用或者不同种类的产品。这种方法带来的不仅仅是

更高的速度、更好的性能和跟简便的编程，还带来

了更好的稳定性以及更长的设备寿命。

集中控制、逻辑、运动运动控制自动化通常都包含多台设备，要求功

能强大并且相同的集中自动化控制系统。设备建造

商正致力于开发更简单的无需维护的技术，可以实

现高性能的动态功率用度。

更简便的作业、功耗和性能之间不一定要相互

制约。

一种紧凑型的、地功耗的专门用于包装和过程

自动化领域的控制器将可编程逻辑控制器（PLC）、

运动控制器和可视化组件集成在一个紧凑的设备中，

简化了工程复杂度，实现了成本节省。以高动态的

多轴应用实现精确的运动控制，这台设备适用于架

桥机系统、机器人、传送带、给料系统和其他线性

加工设备。

这种架构安装于一个小巧的控制机柜之中，无

需风扇或者电池或者集成不间断电源（UPS）。控

制器可以控制驱动和电机，对动作顺序进行编程、

计划每一个轨道坐标，控制驱动器进而控制电机逐

渐接近定位点和目标速度。板载的集成以太网交换

机和 EtherCAT，控制器与从 2 个（1ms 循环时间）

到 64 个（6ms 循环时间）的多个轴之间进行流畅

的通讯。

基于 EtherCAT 的控制器平台将逻辑控制和运

动控制接合在一起。通过 USB 驱动器可以自动实现

标准安装，此单元将试运行时间压缩，其插拔式内

存卡和通过集成 Web 服务器实现的诊断功能使设

备更换十分方便。不止 EtherCAT，此控制器还符合

IEC61131-3 标准、PLCopen 和 CoDeSys3 工业标准。

基于控制器的系统有了控制器，再加上伺服变频器就构成了具有

集中运动控制功能的基于控制器的自动化系统。这

种设计最小化了运动控制的复杂度，集成单元简化

了设备的设计、建造和试运行。此驱动系统外观小

先进运动控制技术支持将机器人集成至任何应用中，只要能够定义机

械自由度即可；3-D 运动可以编写成模块代码，包含复位、珩磨和执

行运动等功能，还能够复制进行并行作业。图片来源：Lenze 美国公司。




高效的锅炉控制编程控制编程软件能够节省30-40%的工程耗时，允许原始设备制造商（OEM）能够更有效地对锅

炉控制进行编程，为Hurst Boiler & Welding公司的商业拓展提供了帮助。

Colm Gavin

Hurst Boiler & Welding 公司的控制系统经

理 Jimmy Bruner 对面前的三台 24 英寸

监控器进行了检查。通过界面上的向导

功能，它首先在一台显示器上做了变更，然后是另

一台，为最近公司一个锅炉项目的订单简单快速地

完成了编程。Bruner 对他工作很满意，这要多亏了

公司最近的进步，包括使他的工作更加简单有效的

新型控制编程软件。

Coolidge 公司是一家有半个世纪历史的燃气

锅炉、燃油锅炉和燃木锅炉以及锅炉房周边设施的

主要供应商。自从 1967 年，公司的产品线就包括

燃煤、固体废物燃烧、生物能源和混合能源热水锅

炉以及从 6bhp 到 2500bhp 和 450psi 压力的成套

系统。家族式的企业服务于全球市场，Hurst 公司

经历了几次扩张，最近一次是 2007 年，现在公司

占地 17 英亩。大约 2 年前，Hurst 公司控制团队

开始考虑引入 Siemens 公司的产品线，主要是因

为它认为 Siemens 公司作为自动化行业领军人物，

其在全球的影响力对锅炉制造商的国际市场扩展必

定大有裨益。

采用了新的软件，Hurst 公司获得了多种好处。

总的来说，新软件使公司更

加高效，成本更低产出更高。

而且，这种解决方案在公司

所有产品线上改进了锅炉控

制编程的工程耗时和工程复

杂度，原因主要有三：集成、

复用和可升级。

集成：采用了集成工程

框架，TIA Portal 组件无缝

结合；它的软件几乎可以集

成到任何系统环境中。HMI

屏幕的向导功能更加快速，

且实时更新。强大的撤销和

重做功能提升了作业效率。据 Bruner 称，快速便

捷的向导功能极大地缩短了开发周期。他说道：“我

们已经能够做到轻松地在程序之间和不同产品之

间传递信息。”

复用：清晰的结构和直观的操作允许将经过

测试的组件保存在组件库中并且在需要的时候复

用这些组件。这种解决方案让用户建立所需要的组

件库，并且只需要简单地加载组件库，就可以在其

他应用中共享这些组件。例如，可以在控制器之

间快速简单地传输对象，就如同在面板和 SCADA

应用的 HMI 设备上操作一样简便。“拖拽方式比其

他产品要好用很多，”Bruner 说道，“只需要通过

拖拽操作，就可以将一个完整的程序下载到 PLC

或者 HMI 设备上。有了这种特性，我们就可以将

类似的资源放到一个文件夹下管理，模块建立完

成之后，可以将其收集并保存起来，在需要的时

候复用。我不用担心，虽然看不见它们，但是当

我需要的时候，可以立即找到它们。我们是 OEM

厂商，但是我们生产的东西又具有很高的定制性，

所以这些库文件——以及可以复用这些库文件的

能力——对我们很有帮助。”

可升级以及向下兼容能力保证了投资的安全

性。软件随时都能够升级，从带有 HMI 面板的集

成控制器到基于 PC 的 SCADA 系统。集成度和开

发性两者兼顾，所以当升级时，现有工程很容易

就可以移植到下一个版本的产品中。

“我们正在寻求更加多样化的产品线。”Bruner

补充道。Siemens 公司的 TIA（全集成自动化）

Portal“为我们提供了多种解决方案，并且在我们

需要的时候还能提供升级服务。由于我们将越来

越多的部件联网在一起，TIA Portal 使连接也变得

更加简便。只需要轻轻一点，以前需要花费数个

小时才能完成的网络配置如今只要几秒钟就可以

完成。”

Siemens 公司的 TIA（全集成自动化）

Portal 软件可以通过简单的拖拽操作，将完

成的程序下载到 PLC 或者 HMI 中；程序模

块可以备份和复用，为未来项目节省了时间。


酝酿新软件包Hurst 公司已经发现这个软

件是一种简单、快速便于使用的

解决方案，能够提供清晰易用的

向导和一步一步的方法，帮助工

程人员实现成功的系统配置。已

经花费了 5 年的时间用于开发复

杂的工具，而最终的成果就是这

种先进的解决方案，在单一界面

上就能够实现自动化解决方案的

配置和管理。高度直观的图形界

面和微软 Windows 界面使用能

够从配置、管理、诊断、系统维护、

提升效率和产量等多个方面对系

统进行全面掌控。这个软件包让

用户能够聚焦于工程实现，而无

需慢慢地学习怎样使用软件。

Hurst 公司已经做过了深思

熟虑，因为作为一个 OEM 厂商，

它目前使用的系统已经无法满足

其需求了。在 Siemens 公司的批

发商 AWC Inc 公司的帮助下，它

在 2011 年五月份开始酝酿全新

的软件包。

AWC 公司的产品专员 Brett

Hammonds 观察道，Hurst 公司

的学习曲线非常迅速。“我们工

作的一部分就是让客户尽可能快

地学习新的技能，尽可能少地遇

到阻碍。在与 Hurst 公司的合作

中，我们发现在最少的外部帮助

下，Hurst 公司从开始到最后能

够熟练使用软件经历的时间比通

常要少。”他将此归功于软件的

易用性以及 Hurst 公司团队对于

PLC 和逻辑的了解程度。

Bruner 说道：“使用以前的

方法，对于我们来说在一个项目

上花费 2 到 3 天也不是没有。”

它解释道，“现在，只需要 4 到

5 个小时就可以完成。我们现有

人员能够完成的任务比以前多得

多。从工程耗时角度来说，我们

能够节约 30% 到

40%的工程耗时”

他继续道。“以前

有些项目我们接

不下来，”有了新

软件之后，“我们

能够开发组件，

并在不同产品线

中共享这些组件，

这些组件可以在

更多地方发挥用处，我们也因此

能够扩展产品线，实现更高的自

动化，利用更少的资源，实现更

多产出。”

Hurst 在所有产品线上应用

新型软件，快速将“现有知识储

备移植到新型系统中”Bruner 说

道。“以前很多任务是非常繁重

的，现在则不然。你无法将新旧

技术做简单的对比…因为以前的

方法十分老旧，很多年只有微乎

其微的改进。”而新型软件具有

以前产品线无法企及的能力。

有效的创新的架构基于此点，Hurst 公司开发

了很多程序，并形成模块，以支

持其现有产品线。Bruner 说道：

“如果我们要开发新产品，我们

立即就能够实现，或者更有可能

的是——扩展现有产品线以适应

客户不断变化的需求。我们是一

家跨国公司，Siemens 公司在全

世界给予我们支持。”

新型软件正在帮助 Hurst 公

司推进其商业发展，这家锅炉制

造商能为其用户提供更优秀的性

能。Bruner 解释道：“例如，我

们的生物燃料锅炉——我们固体

燃料产品线的一员——需要对每

一个单元进行更多的控制。我们

公司燃气锅炉和燃油锅炉的销量

很大，但是生物燃料锅炉才最能

Hurst Boiler & Welding 公司生产

燃气、燃油和燃木锅炉。图片来源：

Siemens Industry 公司。

Hurst Boiler & Welding 公司的控制系

统经理 Jimmy Bruner 正在使用新型控

制编程软件 Siemens TIA Portal。图片

来源：Siemens Industry 公司。

体现我们对控

制的要求。过

去几年，我一

直呆在 Hurst

公司，我们将那些系统的继电器

更换为全面的监控和分析。现在

增加一个监控点很容易，产生报

警、查看性能曲线等等功能也是

如此。我们能够放在锅炉上的传

感器越多，我们对锅炉的实际工

作状态就能了解的越多。我们可

以发现损耗产生在哪些地方以及

如何提升效率。我们的客户正在

见证这种先进控制能力的优势，

他们可以获得监控信息，这对于

他们的能源管理策略是十分关键

的。计算机和自动化技术让我们

能够与全世界的锅炉互联，仍旧

是依靠这些先进的控制功能，我

们能够通过因特网完成远程诊断

功能。现在我们的任何一套系统

都能够提供这些能力。”

毫无疑问，好处很多：高效率、

高速、创新。新型软件让Bruner

和他的工程团队最大化了先进技术

的作用，使 Hurst Boiler & Welding

公司更加具有竞争力并具有更高

的盈利能力。Bruner 说道：“我越

多地使用这种新型软件，我就越

觉得工作如此简单，而且能够发

现更好的工作方法。我深知还有

很多好处待我去发掘。”

文章编号： 1207-08发送短信“ 文章编号+ 评语代码”13910666165，告诉我们您对此文的意见。1- 很好，有很高的参考价值2- 一般，有一定的参考价值3- 不好，没有参考价值



用 IPC 整合 PLC/CNC/HMI 全功能

Shane Novacek

工业控制及相关设备理所当然是机床生产

商和制造商的重要投资之一。最佳的控

制设备需要最佳的电器柜，在恶劣的工

厂环境下保护内部结构，这是很正常的现象。机

箱是防尘、防潮和防污染物的第一道屏障，安全

高质量的电器柜相比一般产品，在维护和稳定工

作方面具有明显的优势。

高质量电器柜一个最主要的特征就是它的

密封性能或者垫圈质量。垫圈的种类有很多，其

中最可靠的一种是“现场发泡”（foam-in-place，

FIP）垫圈，它使用高质量的树脂制造，比如聚氨酯。

Seal Tech 工业公司位于美国明尼苏达州，为制造

企业提供 FIP 聚氨酯垫圈技术。这家公司的机器

在很多市场当中使用，包括电器柜、滤网和医疗

行业。

Seal Tech 公司的设备采用任何客户都需要的

双组分聚氨酯。公司认为，性价比高的方案才是

Seal Tech公司的FIP聚氨酯点胶系统成本大约10万美元，使用集成了PLC、CNC

和HMI功能的IPC后，大大缩短了布线时间。

最佳的选择。

“Seal Tech 公司的机器价格非常具有竞争力，

同时它们还具有超凡的功能，”Seal Tech 公司机床

事业部副总裁 Frank North 解释道，“用户友好也是

一个重要指标，我们的操作员页面设计非常直观，

即便是我们的机器使用了最先进的自动化技术，也

可以保证学习曲线可控。”最新的 Seal Tech 机器设

计凝结了公司在行业中超过 20 年的经验，为客户

创造出可以负担但是性能卓越的机器，让聚氨酯垫

圈成为电器柜制造企业可以负担的产品。

Seal Tech 公司最近的创新包括 STI 8400 机

床，它带有全新冲洗回收机（rinse recycler），让

FIP 密封之后改变解决方案清洗聚氨酯混合头更加

方便。这样就不再需要机床旁边配备储液器，冲

洗回收机的储液器在一个更为方便的位置，并带

有“自动转储”功能。这可能是 FIP 机床最为重

要的一项功能，能够保证聚氨酯原料的混合比例

准确。“Seal Tech 在业内率先推出了集成测量，

帮助机床操作员保证混合比正确，”North说道，“集

成测量实现了最复杂计算的自动化，机床操作员

可以正常使用。”

“这些过程之前需要 15 到 20 分钟，现在已经

减少到了几秒钟，”North 提到，“用户只需要在机

床上输入简单的‘检测时间’和混合比例，机床就

会告诉操作员理想的输出是什么。”只需要简单的

按一下按钮，测量设备就会把完成的计算发送到

HMI。点击“计算”，机床就会确定差异的百分比；

点击“调整”，机床就会自动为用户调整泵速，并

通过易于使用的 HMI 按钮为用户的操作带来便捷。

这项功能通过新的 HMI 软件完成。所有的系

统软件和测量都在同一个硬件设备—工业 PC（IPC）

上运行，North 说道。在 STI 8400 机床上，Seal

图中所示为准备交付给 Schaefer 电器柜公司的 STI 8400 型机床。这

款机床可以为制造电器柜制造商生产常用的聚氨酯垫圈。图片来源：

Beckhoff Automation 公司。


Beckhoff Automation 公司倍福的 C6920 IPC 安装在 STI 8400 机床上，

运行 TwinCAT CNC 软件。AX5000 EtherCAT 驱动则用来执行运动控

制。图片来源：Beckhoff Automation 公司。

Tech 公司部署了 20 台加装在机

柜上的 IPC，它们都使用英特尔

酷睿 2 双核处理器。这些 IPC 与

15 英寸的经济型控制面板连接，

还配有触摸屏。

Seal Tech 公司保证可以从

公司总部或者主要办公室进行机

器的故障检测。这帮助用户在不

延长停机时间、不需要支付额外

的技术支持人员差旅开销的情况

下，快速修复很多问题。远程

连接和故障诊断是通过 IPC 使

用 EtherCAT 作为机器网络以及

WebEx 服务完成的。

“客户可以完全掌握自己

机床的安全性，对接入进行控

制，”North 解释道，“一旦 Seal

Tech 公司得到授权接入，我们就

可以对机器程序进行故障诊断，

或者我们也可以查看客户的操

作，检查所有的参数。通过这种

方法，我们可以发现是否存在异

常，有哪些地方需要根据机器的

实时情况进行改进。”

Seal Tech 公司的 FIP 机床

一般都设计带有无线连接功能，

巧、灵活易用、便于安装。很短

的循环时间、32 位信号解析度和

超过 200% 的过载能力使这个单

元成为简单定位作业的理想之选，

还适用于一些高动态性、高精度、

多轴应用场合，例如物料夹持和

包装设备，或者机器人应用。

6 轴伺服变频器和 2 轴伺服

变频器模块具有 0.37kW 到 15kW

等诸多功率区间，有相应电源模

块可选。插拔连接器保证了快速

布线。常规作业条件下电源模块

无需外配滤波器或者直流熔丝，

因为它内嵌有动态制动器。驱动

可以采用软件

驱动。软件一

般由客户的工

厂总监掌握，

这样机床只有

在客户希望的

情况下才会连

接互联网。

多核 IPC

相比 PLC 可以

使用更多的周

边设备，比如

测量设备。IPC

可以方便、价

格低廉地将测量设备直接集成到

系统当中。North 认为，基于 PC

控制系统的主要优势在于，它将

所有的机器控制元素——PLC、

CNC、HMI 和其他功能，都集成

在一台工业 PC 当中。CNC 软

件可以同时执行 64 个轴的控制，

还可以分布在12个CNC通道中。

在一个 CNC 通道当中，最多同

时可以插入 32 个轴，允许软件

处理最困难的运动任务。

机器的另外一项优势是，相

比竞争的具有同样或者更好功能

的设备，它可以节约至少 10 万

美元的开支。I/O 设计可以在安

装过程中节约 20 到 30 个小时的

布线时间。采用新的设计后没有

出现机床故障的情况，所有线路

都可以接通。


器之间的电气连接无需使用电

缆，采用了新型的导轨系统，通

过调整连接器可以实现快捷安

装。驱动器采用了多种制冷技术，

包括制冷盘、穿越技术和面板式

安装单元。

它支持所有种类的电机技

术，从标准三相电机到同步伺服

电机，动态电机控制功能使用单

一接口，简化了工程实现。直观

的软件工具和集中的工程界面简

化了通过 EtherCAT 将此单元集

成到自动化架构中的过程。自动

下载参数和固件，加上自动调整

功能，试运行可以迅速完成。它

还具有集成安全功能，简化了设

备设计。“安全扭力切断”（STO）

功能是标准配置，如果要想实现

扩展安全网络，此设备的不同版

本可以通过 EtherCAT 实现最高的

安全等级（SIL 3，PLe）。

翻译：辛磊夫




行业聚焦 | inSidE induStry

传统的网络设备通常不

适合风电场的运行环

境。要让风电场有效

运行，就必须考虑到现场的复杂

性和极端条件。人们已经为极其

恶劣的环境设计了工业级网络

解决方案。除了应对室外场所特

有的恶劣条件和温度波动，工业

交换机还能提供高度稳定的性

能，这意味着数据能够尽快地从

源头到达目的地。这样就能够主

动防止失败，同时最大限度地延

长正常运行时间。内置的冗余

有助于消除意想不到的故障点，

以免其对性能产生负面影响和

增加维修费用。旨在保护基础设

施投资的工业级网络可以支持

多种拓扑结构和规模，以适应需

求增加所带来的设备增长。并

且，它们还很容易部署和管理。

下图描绘了一种使用冗余以太

风电场高效运行的六个最佳做法——使用工业以太网交换机，以确保最大的正常运行时间

美国红狮控制网拓扑的风电应用。

在对风电场进行联网的时

候，应考虑以下六个最佳做法，

以优化风电场的部署和运行：

电源冗余性保持网络的不间断运行对

于风电场的效率和能源生产是至

关重要的。网络哪怕是出现短暂

的中断也会导致服务中断和收入

损失。任何一件电子产品，其最

常见的故障点就在于它的电源。

传统的商用交换机使用廉价的壁

挂式交流 / 直流供电器并插到标

准的墙上插座，工业以太网交换

机则是使用两条冗余且独立的供

电连接，它们分别连接到直流电

源总线和备用电源系统。双电源

输入的工业交换机可以保护系统

不受单点故障的影响。因此，理

想的风电场的网络配置应该将电

路板级别的稳健

设计与冗余式供

电结合起来，以

防止设备出现故

障和造成停机时

间，同时保护设

备免遭雷电和浪

涌电压的冲击。

因人类或

自然原因所造成

的电缆断裂以及

连接器或收发器

故障是另一种常

见的可以对网络

可靠性产生负面

影响的问题。在这种情况下，冗

余或“环形”网络部署可以帮助

保证网络的正常运行时间，直到

派遣的维修人员修复故障。

可扩展性随着对于风能需求的增加，

扩展能力对于风电场的有效和

富有成效的运行是必不可少的。

环形配置 ——每个环上可支持

多达 250 台交换机—— 就提供

了这种可扩展性。工业管理交

换机为网络设计提供了灵活性，

使更多的发电机能够无缝互联，

以支持经济增长。工业交换机提

供了可靠的长期解决方案，其

MTBF可达超过1,000,000小时，

并可以轻松地扩展以满足不断

变化的需求。

支持多种光纤大多数工业交换机都提供

多模光纤（MMF）和单模光纤

（SMF）选择。多模光纤提供了

中等距离（可远达 2 公里）的

高带宽解决方案，而单模光纤则

用于较长距离（20 至 80 公里）。

理想的交换解决方案应该具有

灵活性，在同一单元同时支持

MMF 和 SMF，使涡轮机可以在

不同的距离实现连接，而无需购

买单独的光纤交换机。

同样重要的是，要确保网

络由经验丰富的人员进行设计

和安装，他们应受过专门培训，

N-Ring N-Ring

N-Link

001N-Ring

10Mb/s

I/O

I/O

CAT5

冗余以太网拓扑风力涡轮机和塔文章下转第 46 页


背景上海电气是中国最大的电

气集团之一，在电力行业系统

领域有着超过 50 年的历史。不

过，风力发电对于上海电气输配

电仍然是一个巨大的挑战，如何

设计可靠而又高效的控制系统至

关重要，上海电气输配电的技术

团队与贝加莱的团队进行了反复

的深入交流，贝加莱系统的很多

领先于其它系统的特点吸引了他

们，贝加莱的积极合作态度以及

系统开发的理念赢得了输配电的

信任，双方在 2008 年决定组建

联合开发团队共同来完成这个艰

巨的开发工程。

硬件保障是基础风力发电由于其所在的工

作环境均在野外、海边、山区，

均是昼夜温差极大、或高原地

带，因此对于控制器产品的环

境适应能力有较高的要求。贝加

莱 X20 系列产品还在德国 TuV

实验室进行了 HALT 测试，并被

证明完全满足风力发电对于硬

件的可靠性和环境要求的各项

指标，电路板表面的纳米涂层

处理也确保了在防盐碱、潮湿

环境的适应力，这是输配电能

够开始合作的基础条件。

基于建模的设计风力发电系统是一个基于

建模的系统设计，通过对整个

机组包括每个传感器、机械组

上海电气风电控制系统实践——贝加莱助力上海电气输配电发展风能

贝加莱工业自动化

国际贸易公司

件的建模来仿真整个风力发电过

程，由于风力发电系统的测试环

境不易具备（例如：风速超速、

安全动作等），而仿真技术可以

大大降低整个系统的开发与测试

成本 ,MATLAB Simulink 的仿真

可以自动生成代码，这些代码可

直接植入到 B&R X20PLC 系统，

并连线硬件实现硬件在环测试

HIL(Hardware in the Loop)。这

使得在安装到风机运行之前控制

系统已经经过了各种变量下的测

试，从而大大降低了系统的风险

和节省大量的实际测试成本。

POWERLINK Safety 技术在风力发电系统运行过程

中，安全技术是必须的——因为 ,

对于运行在野外的机组来说，恶

劣的自然环境和不可测因素会导

致巨大的安全风险。在这个系统

中 POWERLINK Safety 的高速与

错误处理机制发挥了效应，对于

各种出现的数据通信故障如数据

插入、重发、延迟、帧混乱等，

通过双 CRC 校验、反复校验冗

余、时间戳等方式予以处理，确

保了系统的数据交换安全，对于

各种潜在的系统安全风险给予

了有力保障，并且 POWERLINK

Safety 的直接交叉通信使得系统

通信周期较低，能够更为快速地

响应安全逻辑的动作。

软件是核心软件才是系统的真正核心，

贝加莱发挥了其在行业应用软

件实现能力方面的卓越优势，

开发了 WTC 风力发电软件包，

该软件系统结构清晰，高度模

块化封装，可以针对不同的机

型进行组件的添加、删除、修

改，并且非常便于维护和升级。

无论对于双馈还是直驱型风力

控制柜内包含一些贝加莱最新的安全技术

X20C M0985 模块是一个专家模块，特别适合于风力发

电机组的应用，它可以测量发电机组侧的电流、电压输

入，也可以测量电网侧的电流、电压等，并对电网的状

态进行及时的反馈，确保功率控制机制的有效运行。


行业聚焦 | inSidE induStry

发电机组，亦或采用液压或电

动变桨系统均只需参数的调整，

而无需复杂的编程与测试，软

件系统具有很高健壮性，参数

的修改不会引发系统的跳变，

软件的修改和下载也无需重新

启动。

模块化设计的另一个方面

是每个模块内部的操作标准化，

均由统一的软件操作流程构成，

这样对于程序的调整、移植，或

者后续培训、修改都会非常方便，

每个细节处都体现了设计团队的

匠心独运。

远程维护必不可少远程维护对于风电而言重

要性不言而喻，毕竟，这些机

组不是运行在工厂里，而贝加

莱丰富的远程维护功能设计使

得输配电的工程师们完成这项

工作变得如此轻松简单，通过

Automation Studio 在 CPU 中配

置 VNC Server,Web Server，在

无需增加硬件成本的基础上，可

以通过 Internet 方式来访问主

机，光纤交换机接口支持远距

离的数据传输，专门开发的风

电场 SCADA 系统满足了风力发

电系统的远程监控与维护，采用

Java 技术开发了专用的 ActiveX

控件如风玫瑰图、风力主机、叶

片等位置的监控，以满足风电对

于监控系统的独特需求。

经过 2 年多的合作，如今

2MW、3.6MW 双馈型机组已经

运行在中国的多个风电场，在

这个合作过程中，双方体现了

合作的诚意与积极的态度，组

建了强大的技术开发团队并借

助在欧洲的研发队伍的力量共

同完成了这些艰巨的开发和测

试任务。

能够正确处理和连接光缆。光纤

的处理、安装或连接不当会对网

络的性能和可用性产生负面影

响，这最终可能导致昂贵的维修。

温度等级功耗与温度等级直接相关，

这反过来又可能影响可靠性。根

据地点和一年当中季节的不同，

风力涡轮机组面临的温度波动可

以从极热到冰冷。这就是为什么

工业交换机被设计成在没有外部

冷却装置的情况下，仍能够承受

从 -40℃到至少 75℃（某些情况

下高达 85℃）的温度范围的原因

之一。

请特别注意，并不是所有的

制造商在设计极端温度条件下运

行的电子产品时都考虑功耗的问

题。在这种情况下，有些厂商可

能会试图走捷径以使其产品具有

能够抵御风电场所需的严酷温度

的假象。典型的捷径包括在测试

性能特性时选用寿命随温度增加

而可能增加的电路板，然后将组

装的产品定位成额定工作温度较

高的产品。在这种情况下，在极

端条件下使用这样的产品时失败

的可能性较高。

要确保任何运行条件下的可

靠性能，至关重要的是采用的风

力涡轮机组基础设施是基于信誉

良好的工业级网络技术设计，并

已证明能够应对温度和功耗波动。

易于使用风电场运营商应选只需很

少配置工作的开箱即用式工业交

换机。他们应采购易于使用的交

换机以提供：

• 即插即用的能力，可以自

动检测网络的变化

• 端口速率自动协商，MDI/

MDIX 自动交叉，TD/RD 极性自

动转换，以便无论连接的是哪个

设备，都可以使用同一条电缆

• 全面的网络功能如直观式

软件和先进的管理工具

• 控制台端口的用户行界面

（CLI），以及基于网络能够支持网

络专家和其他用户的图形界面

先进管理工具

作为对冗余、可扩展性、

光纤支持、温度等级和易用性的

补充，通过提供方便的配置和管

理以及对关键网络数据的实时

访问，先进的管理工具如组播

和 VLAN 支持、重叠式 VLAN、

服务质量、自动 IGMP 捕获和

DHCP 有助于改进风电场的运行

效率。有坚固包装的工业交换机

提供了确定性的网络连接，使网

络监测自动化，网络正常运行时

间、性能、流量模式和输出功

率最大化——甚至是在人工监

测费用昂贵且需要大量资源的

偏远地点。这使得运营商能够

对发电进行跟踪，对趋势作出

分析和报告，对网络进行优化，

以确保风电场的平稳运行。






技术进展 | tEChnology uPdatE

最近，我们听到了很多

关于云计算的消息。

而且，经常有人问我：

在工业自动化的背景下，云计算

意味着什么 ? 所提供的好处都有

哪些？由于云计算和工业自动化

紧密相关，因此，我想借此机会

和大家分享一下个人对于云计算

的一些看法。另外，在最近举行

的一场英特尔嵌入式社区研讨会

上我也谈到了这个话题。

随着企业连接的嵌入式

设备越来越多，通过云架构部

署这些系统无疑是最经济的办

法。在工业自动化领域，典型

的 IT 元件，如制造执行系统

（MES, manufacturing execution

systems）以及生产计划系

统（PPS, production planning

systems）都显而易见适合采用

云架构。对于仅针对部分设备或

者制造流程发挥作用的离散服务

器，如果它们能够作为云服务实

施并因此可以更高效地运行，就

无需在工业自动化环境中部署。

在工业自动化领域，随着应

用和服务向云计算转移，数据和

运算位置的主要模式被改变了，

由此也给嵌入式设备领域带来颠

覆性变革。特别是，云计算除了

对于 IT 架构（从固定客户端服务

器架构向具备本地和全局运算的

分布式架构转移）产生影响外，

同时还影响到嵌入式云计算领域

的物联网（M2M）通信。

从这种颠覆中，我们可以看

工业自动化和云计算Alexander Damisch

风河公司

到云计算可以为众多细分市场提

供大量的好处。以工业自动化领

域为例，随着嵌入式产品和系统

的智能以及联网程度日渐提高，

云计算也将带来效率、移动性、

业务生产率以及功能的大幅提

升。云计算可以提供完整的系统

和服务，而非单个的“盒子”或

者设备，因此同样可以提供包括

降低成本、提高生产和工艺质量

在内的诸多好处。在这一过程中，

主要的过渡点在于从孤立的嵌入

式领域进入到企业，利用云计算

实现更高的业务智能，从而改善

决策并提升成本和使用效益。

我相信，未来嵌入式设备领

域和云计算将会更紧密地融合在

一起。我很开心我们能够帮助众

多细分市场领域的公司克服云计

算所带来的挑战，帮助他们更有

效地部署云计算技术。将孤立的

嵌入式设备接入企业甚至是云端

具有高度的颠覆性，将会对企业

产生重大的影响。一旦达到这种

互联程度，一切的规则都将改变。

同时，每个人也将获得令人难以

置信的机会。

工业自动化公司以及其它细

分市场领域的公司都需要当前仅

用于嵌入式云解决方案的完整基

础设施和服务。例如，通过嵌入

式虚拟技术将服务为导向的架构

从单核到多核，从实时操作系统

升级到多个操作系统的能力在有

关嵌入式设备及云计算的讨论中

正变得越来越重要。

对于不同的企业集团和产业

而言，云计算的意义也不同。风

河系统正在帮助许多行业的企业

用户解决云计算相关的挑战，主

要是支持各个应用领域快速实现

设备与云之间的互联与协同。从

孤立的嵌入式世界连接到企业网

或者更大规模供应链云架构，这

是极具革命性的，对企业的业务

形态会产生重大的影响。一旦这

个层次的连接被建立起来，所有

的规则就会改变，同时也带来了

前所未见的机会。

对于工业控制领域行业的

企业来说，风河公司提供了完整

的基础设施和服务，来支持当今

嵌入式云计算的架构。例如，风

河支持客户在面向服务的架构

（Services-Oriented Architecture）

中实现从单核处理向多核处理的

升级，从单个实时操作系统的级

别向多操作系统的升级，这些都

依赖于风河公司特有的嵌入式虚

拟化技术。风河可以在整个开发

过程中提供工具、服务和支持，

而且发挥关键性的作用，除了是

因为具备全面的嵌入式系统产品

组合，也得益于多年积累的深厚

的行业关系。




专栏 | Column

华镕罗克韦尔自动化（中国）有限公司

因特网智能对象联盟完成了互操作测试

在2012 年 4 月 18 日，因特网协议

智能对象（iPSo）联盟宣布，他

们最新的互操作测试，这个月的

早些时候在巴黎成功完成。建立在前面几次

互操作测试的基础上，这次测试把互操作推

到了应用层，使用因特网工程任务组（iEtf）

标准协议，显示了设备到设备的互操作性，

这是工业中的第一次。

来自感觉（Sensus）公司的米尔特·罗斯林

斯基说：“我对这次互操作测试的覆盖范围印象深

刻。多种物理（PHY）/ 介质访问控制（MAC）层

成功实现了互操作。不同公司和实验室之间表现出

的团队精神也令人印象深刻。”

来自 9 个不同公司：爱立信、INRIA、律勒欧

（Lulea）、NXP、感觉节点（Sensinode）、SICS、ST

微电子、Watteco 和智慧网（Wisenet）的设备测试

了 6LoWPAN、IPv6、RPL 和 CoAP 的实施。参与的

设备能够通过不同介质、多硬件平台、各种各样栈

实现报文交换。这次测试中包括了不同的传输方式，

包括 IEEE 802.15.4（亚 GHz 波段和 2.4GHz 波段）

和电力线（PLC）。硬件平台包括了 Atmel、NXP、

ST 微电子和德州仪器（TI），软件包括了 Contiki、

Java、TinyOS 和专有栈。

智慧网络的艾里克·杰森说：

“作为一个 IPSO 的新成员，与其

他在物联网领域的成员一起工作，

讨论硬件和软件方面的问题非常

有价值。看到与其他的硬件和软

件实现互操作，令人非常满意。”

“机器到机器（M2M）和物联网（IoT）是新兴行

业，它不由单一公司引领，而是由各个公司合作一起

发展，”爱立信的尤吉·卡托补充到，”这个行业，进

行互操作测试是非常重要的。没有这样的测试，没有

互操作性，这个工业不会成功。”

第一次使用了兼容介质的无线物联网设备完成

单一网络形式的通信，让传感器和控制器节点直接通

信，不用网关。很多工业联盟和标准开发组织正在竞

赛，发布设备到设备互操作性规范，用于 M2M 和物

联网市场。在 IPSO 的 4 月测试，所有 9 个参与公司

使用公共的应用层协议，运行在真实的产品上，显示

了跨越开放系统互联（OSI）所有 7 层的互操作性。

“我们非常兴奋地看到物联网和 M2M 社区，

来自不同公司的设备确实能够互操作。我们期望贯

串今年的后续系列互操作测试，能够取得更多成

果。”IPSO 的主席，杰夫·马里根说。

IPSO 联盟是最早提倡把 IP 智能对象用于能

源、消费者、健康和工业应用。这个联盟是非盈利

组织，有超过 60 个会员，他们是来自世界各地的

技术、通信和能源公司。这些公司包括了芯片、传

感器和网络制造商，以及甲骨文（Oracle），SAP，

国家仪器（National Instruments），富士通（Fujitsu），

艾默生气候技术（Emerson Climate Technologies）

和库珀动力系统（Cooper Power Systems）。推动

以因特网协议（IP）作为基础，用于以传感器为物

理对象的网络，通过因特网实现彼此的无缝通信。

“IPSO 互操作的一个主要目标是显示使用 IP

智能对象的产品和服务能够一起工作，并且满足

工业的通信标准。”来自尘土网络（Dust Network）

的首席技术专家和 IPSO 互操作委员会主席克里

斯·皮斯特说，“这次互操作的成功表明了在 IP

框架中的多种标准可以互操作，包括即将到来的

IEEE 802.15.4e 低功耗无线标准。”

“在将来的互操作试验中，联盟将扩展到使用嵌

入式网络和系统的 IP 协议族测试，诸如那些打算用

于智能电网、智能楼宇和工业控制的设备。”马里根说。

IPSO 是个开放性的组织，有兴趣参加该组

织的成员可以登录：http://www.ipso-alliance.org/

about/contact-ipso

博客：

http://blog.cechina.cn/huarong/


背景信息

1. IPv6 因特网协议版本 6（IPv6）是因特网协议的新

版本，设计的初衷是要取代因特网协议版本 4（IPv4）

[RFC-791]。从 IPv4到 IPv6的变化分为下面几个方面：

• 扩展了编址能力

IPv6 把 IP 地址的

数量从 32 位增加到 128

位，支持多层寻址结构，

有巨大的可寻址节点数

量，更简单的地址自动

配置。多播路由的伸缩

性由于对多播地址增加 “范围”字段而有很大提高。

定义了一种新型的“任播”地址，用于往任何组中的

节点发送信息。

• 报头格式的简化

一些 IPv4 报头字段被舍去或变成可选，目的是

减少公共包处理的成本和限制 IPv6报头的带宽成本。

• 增强了对选项的支持

对 IP 报头选项编码的改变，可使转发更加有

效；在选项长度上有更少限制，为将来引进新选项

提供更大的灵活性。

• 流量标签功能

这个新功能可使发送者对需要特殊处理的包

打标签，诸如服务非缺省质量或者“实时”服务等。

• 鉴权和隐私功能

在 IPv6 中详述了对鉴权、数据完整和（选项）

数据机密的支持。

2. 6LoWPAN 6LoWPAN 是基于 IPv6 低功率无线个人

局域网（IPv6-based Low-power Personal Area

Networks）的缩写。6LoWPAN 技术使用 IEEE

802.15.4 提供的低层，搭建低功率无线网络系统。

虽然这看上去这是建立一个包数据在无线网络或无

线传感器网络的传输问题，但要兼容 IPv6 格式和

IEEE 802.15.4 的允许格式并不容易。

IPv6 要求最大传输单元（MTU）的长度为

1280 字节。这个长度要大于 IEEE802.15.4 的 127

字节标准包尺寸，设置这个值是为了保证传输时

间短，因此减少了功率损耗。为了发送包数据，

IPv6 必须要在 6LoWPAN 中把包数据转换成 IEEE

802.15.4 在低层系统能够处理的格式。这个问题被

6LoWPAN 内部机制所解

决，这使系统可以在基础

的 802.15.4 之上运行。

为了克服地址的容

量限制，IPv6 标准给出

了 128 位地址。IEEE

802.15.4 设备既可以

使用 IEEE 64 位扩展地

址也可以使用在个人局

域网（PAN）内唯一的

16 位地址。还有一种

PAN-ID 用于同一地点的

IEEE802.15.4 设备组。

3. 约束应用协议 (CoAP)约束应用协议

（Constrained Application

Protocol）是一种专用

的 Web 传输协议，用于约束网络和节点的机器到

机器应用，诸如智慧能源和楼宇自动化。这些约

束节点通常具有 8 位微控制器、少量的只读存储

器（ROM）和随机存储器（RAM），约束网络诸如

6LoWPAN 通常使用较低的功率，支持 IPv6，占用

较窄的带宽。CoAP 提供了一种在应用终端之间交

互的方法，支持内置资源发现，包括重要的 Web

概念，诸如全球资源标识符（URI）和内容类型。

CoAP 容易转成超文本传输协议（HTTP），因此方

便与 Web 集成，支持多播传送和较小的报文头。

4. IEEE 802.15.4这个标准的全称是：用于低速无线个人局域网

（WPAN）的无线介质访问控制（MAC）和物理层

（PHY）规范（Wireless Medium Access Control (MAC)

and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate

Wireless Personal Area Networks (WPANs)）。

这个标准定义了在个人局域网（PAN）中的

设备进行无线通信的协议和互联。标准使用载波

侦听多路访问与冲突回避（CSMA-CA）的介质

访问机制，支持星形和对等（peer-to-peer）拓扑。

介质访问基于竞争方式；然而，使用可选的超帧

结构， PAN 协调器可给设备分配时隙传送时间

关键数据。 PAN 协调器还提供到更高性能网络

的连接。

文章编号： 1207-13发送短信“ 文章编号+ 评语代码”13910666165，告诉我们您对此文的意见。1- 很好，有很高的参考价值2- 一般，有一定的参考价值3- 不好，没有参考价值


工业平板电脑

研华发布6英寸无风扇工业平板电脑

PPC-L62T

嵌入式平台和整合服务供应商研华科

技近期推出了一款搭载Intel®Atom™ N455

处理器的无风扇工业平板电脑PPC-L62T。

PPC-L62T出色的计算能力，紧凑、无风

扇的设计确保系统集成商不需担心空间和

散热问题，尽可放心构建自己的系统。此

外，PPC-L62T的铝制前面板具备IP65防护

等级，能适应各种严苛的工业环境。紧凑、薄型以及坚固等设计特

性使PPC-L62T成为各种工业应用的理想选择之一。

搭载Intel Atom N455 1.66 GHz 的PPC-L62T 的尺寸仅为202 x

148 x 49 mm，却可以提供强大的计算性能，充分满足设备所需。

另外，PPC-L62T还配有4个USB 2.0接口、2个串口、1个音频输出

接口和2个千兆以太网口。小小机身却具备如此丰富的I/O接口，充

分满足各种应用需求。其中，双千兆以太网口可在机器和控制设

备间提供良好的通信保证，同时还支持网卡组队功能，增强了容错

能力和负载均衡。PPC-L62T 的存储性能也加入了设计考虑——提

供可选的硬盘套件以便用户在机箱内安装1个2.5”SATA HDD。

在如此紧凑的机箱内采用无风扇系统的设计能力充分体现了

研华在硬件设计方面的核心竞争力。但是，这并不是全部。PPC-

L62T的工作温度范围可达0°~ 50°C，满足绝大多数工业环境。

断路器

ABB在华推出全新Formula系列

塑壳断路器

ABB近日正式在华推出了全新“Formula系

列”塑壳断路器。该系列产品具有选型方便、体

积小巧、高效节能等特点，用高品质的细节为建

筑和自动化领域提供可靠、安全的用电保护，引

领了国内低压电气行业的新趋势。

塑壳断路器是低压配电系统中的核心设

备，为配电系统和线路提供可靠保护。“Formula系列”塑壳断路

器是一款适用型产品，分断能力从10kA到50kA，不仅可以覆盖常

规建筑配电的应用需求，还可以应用于OEM机械行业。全系列产

品均标配前接线端子，确保隔离功能，且在50℃以下不需任何降

容使用；外形紧凑的设计使250A的电流仅需60MM的深度，优化

箱体布局，降低整体成本；此外，全系列产品均满足RoHS（欧

盟《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》）要

求，绿色环保。

ABB “Formula系列”产品采用了整体的无轴设计和领先国

际的工艺技术。每个零件高精度的尺寸控制，100%完美无缝的配

合。其动触点采用创新性的球面设计，分断短路电流更快更顺畅。

组态软件

力控科技即将推出ForceControl V7.0

北京三维力控科技有限公司（以下简称

力控科技）即将发布全新的工业监控组态软

件——ForceControl V7.0。该产品是力控科技

根据当前两化融合日益深化的发展趋势，面向

工业组态监控领域推出的一款全新产品。

ForceControl V7.0全面支持微软32/64

位Windows 7及Windows Server 2008操作系统，可以为您打

造更逼真绚丽的图形画面系统，GDI+、2D、3D图形模拟技

术、负载均衡技术的应用，让您“眼前一亮”。负载均衡技术

深入到分布式组件的设计，保证绚丽的监控效果的同时又保证

了系统的稳定性。力控ForceControl V7.0自身就是一个卓越

的交互式容器，用户可以在软件中使用一个或多个ActiveX控

件。与.NET技术的无缝集成，使得用户可以用WinForm窗体

技术或WPF技术，方便设计出绚丽的应用组件，直接添加到

ForceControl V7.0中。

ForceControl V7.0新增多个后台组件，如报警中心、历史

数据中心专门用来处理系统中的报警和历史数据。通过复合组

件与后台的绑定功能，明显降低了实时库的负荷，增强了处理

实时数据的性能。并且通过这种机制的优化，增加了软件开发

的灵活性，针对行业客户某些定制化的需求，提供了一条新的

解决路径。

电源

图尔克推出BL20冗余电源

日前，图尔克推出了BL20 I/O 系统

的冗余电源概念，这一产品的推出将大大

的扩展产品的应用范围。这款冗余电源可

以在不需要任何多余操作的情况下安装到

总线系统中，因此可以确保整个系统的可

靠性。如果一个电源或模块出现故障，冗

余模块将会自动将另外一路电源切换至网络从站。同时集成的

诊断功能可以在通过LED显示的同时将诊断信息以通讯的方式

上传至控制器，这样一来可以快速的更换损坏的模块，以继续

实现冗余的功能。

根据具体的应用，每一个站点可以根据具体的需要，安装

冗余电源模块。第一组模块组可以对网关和I/O 模块进行供电。

如果第一组冗余电源的最大输出值仍不能满足要求，可以在冗

余电源模块的右边再重复安装冗余式的电源模块。这所有的电

源模块可以提供两组总线电源，5V 用于I/O 模块的通讯，24V

用于I/O 信号的输入输出。为了让用户更加方便的配置和安装

BL20 系统，图尔克提供了 FDT/DTM 软件用于配置。除了参数

设定外，IO-Assistant 软件还可以提供多种服务工具包括文件生

成和诊断功能。该软件可从www.turck.com 免费下载。

新品发布 | ProduCtS


The 23rd International Fair for Measurement, Instrumentation and Automation (MICONEX2012)

Date August 21 - 24, 2012

Venue Shanghai World Expo Exhibition and Convention Center

210x273.indd 1 2012-5-31 16:16:35


工业无线

菲尼克斯电气推出第二代Radioline无线产品

菲尼克斯电气新一代Radioline产

品，专为大型自动化系统数据及信号的

无线传输而设计。Radioline产品可构建

多达250个站点的无线网络，而无线设

备间的地址设置，无需任何软件，基于

产品独特的I/O mapping功能即可完成。

这里，通过滚动产品面板上拇指轮设置接收与发送设备的地址，

即可完成I/O信号的匹配，从而建立无线连接。由于信号可同时被

多个设备接收与发送，这样就可以实现信号的中继，并能构建多

点的网状结构。

Radioline无线产品，可广泛应用于工业自动化领域，实现I/O

信号，串行数据的无线传输，或是I/O信号集成至Modbus网络。

根据实际应用，通过使用Radioline产品，可以构建点对点、星型

以及网状网络结构。网络内每个站点都可以作为一个中继站。

Radioline产品使用免费的2.4GHz频段，基于Trusted Wireless技术开

发，这项技术在工业领域中已应用十余年。

I/O站点模块化安装，易于扩展。模块各通道间具有高等级

的电气隔离功能，同时即使在系统运行状态，关断模块也非常方

便。模块各通道间具有高等级的电气隔离功能，同时即使在系统

运行状态，关断模块也非常方便。

显示屏

CHECKER 视觉传感器的

全新大型智能显示屏

康耐视®公司日前宣布发布 Checker®

机器视觉传感器的全新智能显示屏

SensorView® 2。通过 SensorView 2，生产

工程师可以完全配置、测试和监控 Checker

4G 视觉传感器，在任何阶段都不再需要 PC。

SensorView 显示屏具有 225 mm 的大型触摸屏，易于

在工厂车间使用和观看。采用内置的基于以太网的通信，

SensorView 2 可安装在Checker 能连接到网络的任何位

置。SensorView 软件具有与标准 Checker PC 软件相似的

用户界面，因此操作人员无需另外培训即可进行操作。新的

SensorView 2 显示屏仅仅是新开发的 Checker 产品系列中的

一份子，康耐视设计开发的新产品扩大了可使用 Checker 的

应用程序范围，使部署变得比以往更加简单。第一个改进是新

的 Checker 4G7S，它可以较低的入门级价格解决简单的存在/

不存在应用问题。Checker 4G7S 具有与 Checker 4G 产品系列

中的高端型号相同的 752x480 分辨率以及可选的彩色照明和滤

波器。第二个重要的改进是新的 Checker SDK（软件开发商套

件）。SDK 可帮助 OEM 将 Checker 集成到他们的定制 HMI（人

机界面）中，并为运行控制选择所需的参数。

人机界面

台达推出最新DOP-B07S411人机界面

近日，台达B系列人机界面新成员

DOP-B07S411K全新上市，这款新产品

延续了DOP-B07S411人机的优良特性，

同时更具人性化。

台达DOP-B07S411K的研发灵感

来源于B07S411。与B07S411一样，

DOP-B07S411K外观轻巧，时尚大气。

产品重量仅820g，采用7＊65536高彩宽屏TFT面板，分辨率达

800×480，显示范围达103.68*58.75mm，给用户呈现更完美更丰

富的视觉效果。台达集团的研发团队精益求精，DOP-B07S411K人

机新增了8个用户自定义功能键，给用户提供了更多个性化多样化的

选择。这也是DOP-B07S411K与DOP-B07S411之间的最大区别。

台达DOP-B07S411K人机还具有强大的硬件配置。强劲的Delta

Real Time OS操作系统搭配32-bit RISC Micro-controller中央处理器，

可搭配高速PLC完美运行。其USB接口支持USB Slave Ver2.0和USB

HOST Ver1.1，串行接口有三个：RS-232(支持流量控制)；RS-232/

RS-485；RS-422/RS-485，可满足用户的多种需求。

和DOP-B07S411一样，台达DOP-B07S411K人机具有超乎寻

常的兼容性，可与台达甚至其他品牌的PLC实现完美对接。其自带

的自动通讯侦测功能，可避免使用过程中出现的设定错误。

路由器

Moxa推出HSPA工业级蜂窝路由器

M o x a 推出新一代蜂窝路由

器——OnCell 5004/5104-HSPA系

列。由于采用了HSPA标准，OnCell

5004/5104-HSPA可通过蜂窝网络传

输视频数据，而不用担心传输中断。

产品的上行带宽可扩展至5.7Mbps，避

免传统蜂窝路由器通常发生跳帧和停帧的情况。OnCell

5000-HSPA系列最多可将4个以太网设备接入蜂窝网络，支持蜂

窝路由器、防火墙和交换机等功能。此外，OnCell 5000-HSPA系

列还支持GuaranLink机制，建立更安全的蜂窝网络连接；并支持

OnCell Central Manager，为访问远程设备提供安全保护。在硬

件规格上，OnCell 5000-HSPA系列具有坚固耐用的工业级设计，

可适用于恶劣的现场环境。支持-30~55℃宽温和IP30铝制外壳，

使得OnCell 5000-HSPA系列是一款智能多功能的工业级蜂窝路由

器，是基于蜂窝网络传输多媒体应用的理想选择。

为了提供高品质的远程移动视频，或为了实现冗余的数据备

份系统，系统集成商对设备之间的数据通讯提出了更高实时性的需

求。随着蜂窝技术的不断进步，传统的GPRS标准只支持20 kbps的

上传速度，而最新的HSPA标准则支持5.7 Mbps，可实现基于蜂窝网

络的视频传输。HSPA标准催生了这款顶级的OnCell系列，大大提升

了上传的带宽容量。OnCell系列专为工业行业的远程监控而设计，

确保远程设备（例如IP摄像机）可保持可靠、高速的连接。

新品发布 | ProduCtS


Ad index广告索引

免费信息网上获取如果您希望方便快捷地获取信息，请访问 www.cechina.cn/freeinfo, 并按如下提供的免费信息选择一个编号进入我们的网上指定位置，或者也可以搜索公司名称。如果您直接联系以下公司，请告诉他们您是通过 CONTROL ENGINEERING China 获取的信息。

Company .................................................................... Web ......................................................................... Page no

Schneider Electric施耐德电气.............................................................www.schneider-electric.cn ...................................C2，1

TURCK图尔克（天津）传感器有限公司 ............................www.turck.com.cn .........................................................3

WAGO万可电子（天津）有限公司 ...................................www.wago.com.cn .........................................................5

ADVANTECH研华（中国）公司 ..................................................www.advantech.com.cn ..............................................11

Elco宜科（天津）电子有限公司 ...................................www.elco-holding.com.cn ..........................................19

PHOENIX CONTACT菲尼克斯（中国）投资有限公司 ............................www.phoenixcontact.com.cn .......................................21

EVOC研祥智能股份 .........................................................www.evoc.cn ................................................................25

MOXA摩莎国际贸易（上海）有限公司 ............................www.moxa.com.cn .......................................................29

B&R贝加莱工业自动化（上海）有限公司 .....................www.br-automation.cn ................................................31

2012中国国际工业博览会 ...................................... www.ciif-expo.com.....................................................47

第23届中国国际测量控制与仪器仪表展览会 ..........www.miconex.com.cn ..................................................53

invensys.................................................................www.invensys.com .............................................C3，C4

Contact your local sales person to reserve space in one, two, or all three regional magazines.

Control Engineering China:He [email protected]

Kelly [email protected]

Cathy [email protected]

Violet [email protected]

Control Engineering North America:EastJulie [email protected]

SoutheastBarb [email protected]

MidwestBailey Rice [email protected]

WestIris [email protected]

Control Engineering Europe:Mark Barton+ 44 (0) 1732 [email protected]

征稿启事CONTROL ENGINEERING China 是一本面向控制工程师的杂志。我们致力于

成为工程师们交流先进技术和应用的互动平台。我们诚挚地欢迎来自工程师们的原

创稿件。我们会在杂志以及网站上发布这些稿件，对于优质稿件还将有机会推荐到

北美版CONTROL ENGINEERING 杂志和网站上发表，向更多的读者介绍先进的产

品和解决方案以及行业发展趋势。

稿件内容应着眼于帮助工程师解决问题。欢迎大家和我们一起分享最新的项

目应用，讨论技术和产品的使用心得（商业宣传文章，或针对其他产品或组织武断

的批评文章将被拒绝）。 ■ 如果投稿内容符合上述要求，我们将会将稿件发布在控制工程网站上。同

时由于杂志篇幅所限，将视情况对稿件进行调整，并在杂志上标出全文发布的网

址链接。■ 技术文章的投稿日期需要提前印刷出版日期至少两个月的时间。在投稿前

或者创作稿件时，您最好先跟编辑沟通技术文章的内容，以确定稿件是否符合本

刊要求。

版权声明：本刊所发表的文字、图片等版权

归 Beijing Control Engineering Information

Technology Co., Ltd. 所有。未经书面许可，

任何单位或个人不得为任何目的、以任何形

式或手段复制、翻印、传播。本刊保留追究

法律责任之权利。


无线局域网在工业应用中，2.4GHz和5GHz的无线局域网到底有什么区别？

意频段上进行。以下就是一些应

用特性：

● 2.4 GHz ISM 频段提供

13 个频率相同的重合通道，还

有日本使用的中心频率为 2.484

GHz的第14条通道。这样，在2.4

GHz 频段上只有三个未重合的通

道。为了避免无线局域网连接设

备的互相干扰，这些通道必须得

到非常有效地使用。安装的时候，

需要进行精心的频率计划，或者

做好安全的解决方案，比如泄漏

电缆。换句话说，安装成本很容

易要比实际安装的无线设备成本

还要高。

● 5 GHz ISM 频段分为几

个子频段，称为 U-NII 频段（无

许可国家信息架构），常用的几

个包括 U-NII-1、U-NII-2、U-NII-

2e 和 U-NII-3。U-NII-3 在全世界

范围内并不是免费的。这个频段

一共提供了 23 个不重合的通道，

其中的四个有安装位置限制。

现在，5 GHz 上大多数

的无线局域网解决方案都使用

U-NII-1 频段（5.18-5.24 GHz），

频率通道是 36-48。但是，还

有一些供应商将产品线拓展到

了 U-NII-2/2e 频段（5.26-5.70

GHz），频率通道是 52-140。

无线局域网 IEEE 802.11b/

g/n 现在已经非常完善，拥有巨

大的安装量和广泛的产品线。除

了应用广泛之外，2.4 GHz 频段

的优势还包括可以在全世界都有

的 ISM 频段上运行。同时，使用

相同的输出功率，在 2.4 GHz 上

的获取范围也要比频率更高的 5

GHz 频段好。

并不是每个地方都可以使用

5 GHz ISM 频段。此外，与 2.4

GHz 频段相比，元件和产品的选

择也相对有限。

5 GHz 频段最大的优势在

于拥有 23 个不重合的通道，这

要比 2.4 GHz 频段多出 20 条。

因为没有其他的无线技术在这

个无线电空间上“搅局”，凭借

23 个不重合的通道，人们可以

轻松的计划没有相互干扰的稳

定无线通信。5 GHz 频段的另

外一个优势，是更多的通道数

量保证了更大的密度，这意味

着可以在相同的广播环境下连

接更多的无线设备。

使用 5 GHz 还有一个好处，

就是它不像 2.4 GHz 频段那样对

其他无线电技术开放。

5 GHz 频段的优势以及越来

越多的相关工业产品，将会帮助

它继续普及。到目前为止，工业

应用中的 5 GHz 产品多少还都有

着一些限制，比如接入点较小、

客户端规模也较小（使用相同平

台作为接入点。）

在市场上的产品包括可以与

各种工业产品集成的 OEM 无线

模块、与更小设备集成的串联无

线局域网客户端和基于产品的串

联通信。

技术之源 | BaCk to BaSiCS

Rolf Nilsson

connectBlue 公司提供两种无线

局域网坚固型以太网端口适配器，

一种用于 2.4 GHz 频段、一种用

于 5 GHz 频段。这些现货型无线

设备尤其适用于移动、旋转和临

时应用。使用稳定、免于维修的

无线连接，或者连接到无线局域

网架构当中，可以替代以太网线

缆。图片来源：connectBlue 公司。

随着无线技术在流程和

制造行业的普及，基于

IEEE 802.11b/g/n 的产

品已经在全世界范围内使用免费

的 2.4 GHz ISM 频段。除了 IEEE

802.11b/g/n 无线局域网之外，

其他的一些无线技术，比如蓝

牙技术、IEEE 802.15.4/ZigBee/

Wireless HART 和其他几种专利

型技术也在使用 2.4 GHz 频段。

有这么多的技术都集中在同

一个频段，于是干扰

问题就出现了。

为了保证工业

无线方案可以

稳定工作，一

般有两种解决

办法：

1.在工业2.4

GHz 频段上进

行广泛的频率

计划，并使用

特殊的天线方

案（比如泄漏

电缆）。

2. 在办公

室和 IT 通信中

使用 2.4 GHz，

在制造和机器对机器（M2M）通

信中使用 5 GHz 频段。

无线局域网 IEEE 802.11b/g工

作在 2.4 GHz 频段（2.412–2.472

GHz），而 IEEE 802.11a 则工

作在 5 GHz 频段（5.180–5.825

GHz）。IEEE 802.11n 可以在任

要替换

Date post:	16-Apr-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	7 times
Download:	0 times

Ñ è y - cechina.cn · = Ñ è y h c Ø ² g m e µ µ ß ° æ p ³ g 5 ; Þ æ ( i º = Ñ è y...

Documents