現今，工業4.0的理念已逐步從探索走向了實踐。對于流程行業而言，工業4.0的核心是覆蓋生產過程全生命周期的智能化。過程控制系統作為流程生產的中樞，其應用現狀與理想的“智能控制”還存在一定的差距：

1. 現場總線技術、智能儀表技術難以實現大范圍、大規模的全廠性應用
2. 項目過程中難以避免的變更與調整，造成了成本增加，甚至是工期的延誤
3. 數據集成方面，仍存在跨平臺支持偏弱，數據類型不豐富等問題

想要縮短差距，新的技術創新勢在必行。

在3月的《流程工業》特別策劃數字化工程中，介紹了ABB在此方面的創新技術。

Ethernet-APL技術

Ethernet-APL技術的目標是加速開發和采用新的以太網物理層開放標準用于過程自動化和儀表，實現在危險區域的部署、長距離連接，以及可選的電纜直接供電。這一新的以太網高級物理層，稱作“Ethernet-APL”，它將在過程自動化到物聯網和數字化的進程中扮演極其重要的角色。

Ethernet-APL技術有著以下優點：

1. 控制室電子間僅部署交換機和控制器，電子間至現場鋪設光纜和電源線即可，同時還支持儀表供電，大幅節省信號線纜、橋架、鋪設施工材料。
2. 實現控制系統與現場設備的高帶寬、快捷的無縫對接。
3. Ethernet-APL的速度可以達到10 MBit/s，為功能更豐富的智能設備管理提供了可能
4. 縮短工程安裝周期，有效降低工程總成本。能夠顯著提升項目投資回報率。

創新的解決方案

ABB將Ethernet-APL技術、PROFINET技術與ABB Ability™ 800xA控制系統相融合，結合ABB Adaptive Execution™工程執行方法，實現以數字化和協作為核心，并通過一致的、標準化的交付降低工程投資項目的成本并提升價值。

• 標準化流程和工具

標準化可以減少設計和工程工作量，可以省略硬件FAT，避免或減少軟硬件設計返工，簡化變更管理過程，縮短安裝、調試和開車時間。

• 提供360度項目視角

它提供貫穿整個項目生命周期——從概念、設計、執行到運營的全方位總體可見性。

• 投資優化

據估算，使用Adaptive Execution™工程執行方法，客戶將能夠將與自動化相關的資本支出減少多達40%，將交付時間壓縮多達30%，將啟動時間壓縮40%

圖1 融合Ethernet-APL技術、PROFINET技術的ABB AbilityTM 800xA控制系統的原理性架構

• 全以太網連接和數字化通信

從管理層、操作層、控制層到現場儀表層，都基于Ethernet-APL技術；控制器到現場設備或者現場IO柜，采用了PROFINET協議；現場的APL儀表則通過Ethernet-APL交換機進入控制層網絡，并且由Ethernet-APL交換機進行供電。

• 控制器與IO模塊的解耦

融合Ethernet-APL技術的ABB控制系統，采用了新的數字化布線理念，能夠從設計、安裝、調試等各個方面提供便利，節省工程實施時間與成本。

• 控制系統的硬件和軟件的解耦

硬件設計與軟件設計可以并行執行、現場接線/測試可以和軟件測試并行，大幅節省了現場調試時間。

• 智能設備的管理

ABB控制系統，支持多種工業標準協議。ABB FIM智能設備管理，支持FDI現場設備集成技術。從而實現了整個工廠從儀表、執行機構、變頻器、電機、電氣設備的高效集成。

• 與管理層的融合

通過OPC UA，ABB控制系統可以將生產流程和設備的各種數據送到上層管理系統，包括制造執行系統MES、設備管理系統等，輔助生產與運營決策。

成功案例

近日，ABB中國為某國際化工企業在中國的大型化工項目提供了包括ABB Ability™ System 800xA®分布式控制系統、Ethernet-APL技術以及ABB Adaptive Execution™工程執行方法在內的整體解決方案，連接并統籌這個化工廠區的9大產業集群和21家工廠的運營，使業主能夠實時審查生產的各個方面，監測所有資產和流程并視需要調整和改進運營。

此外，作為主自動化供應商（MAV），ABB還將幫助業主項目團隊協調管理項目中眾多自動化、電氣、儀表、過程分析儀和閥門廠商。并通過應用，督促所有供應商采用標準化和模塊化的方法，將流程、效率和速度放在首位。