主要优特点及应用

产品说明： IDCB智能数据采集网络的主要优特点及应用

　　IDCB远程I/O网络是无锡华东电站自动化仪表厂自主独立开发的新一代产品，该产品于 2003年通过了国电规划总院的技术评审和鉴定，是国内目前能直接满足DCS系统通讯要求的 远程I/O产品，已在国内各容量机组中应用百余套，同时实现了和多家DCS系统的直接通讯。

1、IDCB远程I/O产品特点：

　　现场应用证明：IDCB系列远程I/O产品具有以下特点：

*可与DCS系统在无任何中间环节的前提下直接进 行通讯

　　由于采用了标准的接口和协议，IDCB系列MODBUS 网络前端可以直接满足DCS通讯要求，不存在其它采用 非标接口和协议的产品（无论该产品以何种面目出现）在与DCS通讯时因必须增加中间环节（转换器、网关、转换模块、24VDC电源与通讯线共用的网线供电等方式） 所可能产生的因中间环节故障而导致整个网络瘫痪的危险。

*真正的双总线网络

　　目前的IDCB-DR系列前端为创的具备双串口通讯并将测量功能和与DCS直接通讯功能集于一体的测量前端，构成网络后两条总线可同时进行通讯而互不影响，两条网络可采用不同的波特率和协议，也可同时连接到两个不同的系统，是真正的双总线网络。

*开放性强

　　由于采用了现场总线技术，IDCB远程智能I/O具有很好的开放性，通讯协议是开放和公开的，非常易于和其它系统特别是DCS进行联网，同时可以和其它所有支持标准MODBUS协议的系统或设备进行直接通讯。

*电源和通讯线分开，通讯电路和主机电源相隔离，避免相互之间的影响和干扰

　　每一台IDCB前端工作所需的直流电源由其内部的AC/DC电源转换模块产生，各台前端间的工作电源是相互隔离的，避免了共用同一直流电源时的相互影响；同时，每台前端的主机和通讯驱动部分的电源也是相隔离的，避免了通讯与24VDC电源共用同一根线时可能导致的相互干扰并且无法相互隔离等问题，同时保证了在单一设备故障时不会影响到整个网络。

*与DCS通讯的实时性好

　　由于IDCB远程I/O可以直接和DCS系统通讯，通讯的实时性只取决于主站即DCS系统的通讯扫描周期，减少了间接通讯方式时中间设备和现场网络的通讯时间和数据格式变换所花费的时间，因而通讯的实时性好。

*现场显示和组态

　　IDCB远程I/O所有前端本身都带有LED指示，用于指示前端的工作和通讯状态，同时可配字符液晶显示，用于显示测量和组态数据，方便调试和维护，并可进行现场在线组态。

*调试组态方便

　　IDCB前端的调试组态手段灵活多样，可以通过多种方式进行组态，除现场LCD组态外，还可以通过笔记本电脑、PDA掌上电脑等进行参数设置，同时观察网络运行状态或读取前端的组态或测量数据。由于PDA掌上电脑具有体积小、携带方便、待机时间长、操作方便等一系列特点，因此通过PDA对网络进行组态和调试十分方便，这也是IDCB网络产品有别于其它同类产品的一大优势。

*网络冗余

　　IDCB/DR网络提供的双网冗余功能，是真正的冗余接口，每台前端的CPU内有两个可同时工作的UART，两条总线可以同时并行工作，而其它同类产品内部CPU只有一个UART，在进行通讯而是只能互为备用，是一种“假双网”结构，同时，在和DCS通讯时，必须采用中间设备进行转换的形式进行，对现场运行带来相当的不可靠性，中间设备一旦故障，将导致整个网络的瘫痪，因此，IDCB/DR网络提供的直接通讯、双串口冗余的通讯方式极大地提高了总线网络的可靠性。

*高抗干扰能力和环境适应性

　　针对工业现场环境恶劣特点而设计的箱体结构，具有非常强的环境适应和抗干扰能力。分布式远程智能I/O环境温度为-20℃～70℃，防护等级为IP56，因此适用于锅炉顶部等温度环境比较恶劣的场所。

2、IDCB远程I/O产品与同类I/O通讯方式的比较

　　IDCB远程I/O产品和其它同类产品的主要区别在于与DCS系统的通讯方式不同，IDCB采用的是直接通讯方式（即远程I/O的前端直接和DCS系统相连，成为DCS的一个有机组成部分），而其它同类产品则采用间接通讯方式（即远程I/O先构成网络后再通过协议转换模块和DCS

系统交换数据）。

　　直接通讯方式要求现场设备必须在接口和通讯协议两个方面同时和DCS系统的接口方式相匹配，而其它的同类产品因现场前端达不到该要求而只能通过间接通讯方式实现通讯。

以下是两种通讯方式时的通讯过程比较示意图：

　从上图中可以看出，两种方式的主要区别在于间接通讯方式比直接通讯方式多了一道环节，并因此带来了诸多不 同，以下就几个主要方面对两种方式进行一下比较。

2.1 可靠性

　　采用直接通讯方式时，只要现场网络正常，且DCS的 接口部件正常工作，则远程I/O就可以很可靠地实现和 DCS系统的通讯，周期性地将数据送入DCS中，供进一步处理和显示。

　　而在采用间接通讯方式时，因增加了一道中间环节，对通讯的可靠性将产生不利影响，无论是转换器因何种原因出现故障（如电源故障、硬件故障、软件故障、死机、接口故障等）均将导致通讯失败，而直接通讯方式则不存在这些问题。

对于采用国际标准的接口电路，接口器件的可靠性有着充分的保证，而当采用非标接口时，由于收发电路要自行设计，可靠性稍差，实际现场应用情况也证明了这一点。

　　另外，在采用直接通讯方式时，由于DCS直接控制现场网络的通讯，可以随时掌握现场每个从站即现场前端的工作状态。

显然，直接通讯方式比间接通讯方式少了许多可能出现问题的故障点，因而可靠的多。

2.2 实时性

　　首先必须清楚一个概念，即远程I/O的实时性应该主要体现在自现场信号变化后反映到DCS系统人机界面或数据库内的时间长短，而不是单纯的通讯速率。

　　还必须清楚，如果现场网络和DCS系统的通讯由两个时间段组成，则最终的通讯速率是要比两个时间段中较慢的一个环节还要慢的，所标称的现场速率决不等同于系统的整体速率。

以下是直接和间接通讯方式时通讯过程示意图：

从上图可以看出，直接通讯方式时的数据处理以及与DCS通讯时所必须的接口和协议等功能已在前端内部直接实现，因而不再需要中间转换装置，其与DCS系统通讯的时间基本上相当于间接通讯方式中转换模块与DCS通讯的时间（因两者的协议和波特率是相同的），而省去了

　　现场前端和转换器之间进行通讯所花的时间，也就是说，无论间接通讯方式中的前端与转换器之间采用何种通讯、也无论其速度快慢与否，和直接通讯方式比较起来都是要多花时间的。

　　显然，在实时性方面，直接通讯方式有着很大的优势。

2.3冗余性

　　目前，除采用CAN总线作为现场网络接口的产品外，其它RI/O产品生产商均声称自己的产品支持网络冗余，但实际上不同的冗余方式之间存在着较大的差别，主要区别在于是介质的冗余还是接口的冗余。

　　所谓介质冗余是指：虽然现场网络可以连接为两个网（即两条通讯线），但由于前端内的CPU只有一个UART（全局串行通道，简称串行口），因此在任何时刻均只能有一个网处于工作状态，通讯冗余受到限制。而接口冗余则要求前端内的CPU必须具备两个独立并且可同时工作的UART，构成网络后主站在需要时可以同时通过两条网络线和前端进行通讯。

　　目前，除无锡华东电站自动化仪表厂的IDCB/DR系列前端采用双串口CPU实现了接口冗余外，其它厂家产品大都为介质冗余方式，且现场设备的数据通讯和网络冗余的实现只能由自己的转换设备进行，然后再和DCS系统通讯，由于这种中间设备是单一的，如果出现故障将导致整个网络的瘫痪，因此最多只能称为部分冗余。

　　另外，由于直接通讯方式时不需要中间环节，减少了一个故障点，降低了成本，又减少了设备所占用的空间，同时减少了投运后的维护量。

　　通过上述从不同角度，对不同性质的远程I/O系统的比较，可以看出，采用标准接口和协议的IDCB远程I/O网络在可靠性、速度和经济性等方面有着明显的优势，同时符合开放、易于互连的现场总线发展趋势的要求，具有更好的发展前景。