说说通用I/O（七）：倍加福&伊顿&菲尼克斯&Computrols（留言赠书）

剑指工控星期一, 12/11/2023 - 11:52 发表

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。

Part.01 倍加福的通用I/O

倍加福（Pepperl+Fuchs）公司的单一多功能I/O是HiC2441本质安全型通用安全栅，适用所有信号类型，所设计的通用安全栅仪表箱，有16、32和64点I/O等多种规格(见图1)，与艾默生电子布线的CHARM一样，信号卡件是单点可拆装的。倍加福公司的单一多功能I/O可以为霍尼韦尔的多种DCS系统提供带安全栅的通用I/O卡件，和利时公司OpticVIO带安全栅的卡件也有倍加福公司的通用安全栅选项。

图1 倍加福带64点通用安全栅的仪表箱

为了支持霍尼韦尔将通用I/O模块推向市场的战略，倍加福开发了用于远程I/O系统的通用I/O LB7104A，这是一个可配置的通用I/O卡，卡的厚度仅为16mm，但在一个卡内有4个I/O通道，可用于各类防爆区域（见图2）。

每个通道都可以在以下模式下运行：

作为模拟输入AI，它为2线制变送器供电，

作为模拟输出AO，它可以驱动阀门、电/气转换器或显示器，

作为数字输入DI，它可连接干触点，

作为数字输出DO，它可以驱动螺线管、电铃或LED灯。

4个I/O通道可以是模拟和数字I/O的组合。

图2 倍加福公司LB7104A 4点远程通用I/O卡及其配线

Part.02 伊顿的N-IO

一些控制设备制造厂一直在为DCS、PLC等控制系统制造商提供I/O设备，像前一节介绍过的倍加福公司，自己不做控制系统，但制造一些安全栅、信号调理卡、远程I/O等设备，供控制系统制造商使用。倍加福公司的通用I/O模块就提供给霍尼韦尔、和利时等公司使用。

英国伊顿（EATON）公司也是这种类型的制造商，它与横河公司合作开发通用I/O模块，其中安装了伊顿公司的MTL4500系列IS隔离器，用在横河公司CENTUM®VP R6.01DCS系统和ProSafe RS安全仪表系统中使用，并令名为N-IO模块，支持冗余配置（见图3）。

图3 伊顿与横河公司合作开发的N-IO模块

伊顿公司MTL SUM5型智能通用I/O卡可以接受AI、AO、DI、DO类型信号，现场侧各类信号接入方式见图4。

图4 伊顿公司通用I/O卡的现场侧配线

通用I/O模块的信号类型设定采用专用设置按钮与多个LED指示灯配合完成，按下专用设置按钮3s后LED指示灯开始闪烁，重复点击按钮，不同颜色的LED指示灯依次点亮，而红、白、绿、蓝颜色分别代表不同的DO、DI、AO、AI类型信号，当显示到代表某个I/O类型所需的颜色时，停止按按钮，设置结束。LED指示灯若为黄色，则为基本配置（比如某个数量最多的信号类型）。

Part.03 菲尼克斯的VIP I/O

菲尼克斯公司VIP I/O为通用I/O，它使用插拔式I/O卡(IOA)和底板等组成，容量有8、16点（见图5），插拔式I/O卡()有多种型号，有的是AI、AO、DI、DO通用，有的仅AI、AO通用，有的仅DI、DO通用，IOA通过专用电缆将采集的信息传送到DCS控制系统。

图5 菲尼克斯公司16点VIP I/O模块

Part.04 Computrols的通用I/O

美国Computrols公司主要生产用于楼宇自动化控制的DDC直接式数字控制器，楼宇控制的I/O点类别称呼与DCS、PLC、SIS稍有不同，通常分为四类：AI模拟输入、AO模拟输出、BI二进制输入和BO。以往DDC控制器的I/O分门别类，每个I/O点类型均为专用，稍后的改进是通过使用控制器上的手动拨码开关或跳线来实现I/O点类型变动。而Computrols公司推出了DDC控制器通用I/O，也称之为四合一集成（即AI、AO、BI、BO集成一体）。用户能够在控制器的任何点上对任何设备进行软件配置编程。图20是集成8、16、32、64四种I/O容量的LX控制器（见图6）。