自 2008 年起，佩魯賈就有現(xiàn)代版的舊金山纜車在歷史悠久的老城區(qū)、火車站和城郊之間的七個(gè)站點(diǎn)往返穿梭，每年運(yùn)送約 300 萬名乘客   

 如果想要乘坐纜車，不一定要去舊金山。意大利佩魯賈于 2008 年投入運(yùn)營(yíng)了一款現(xiàn)代化的纜車式交通工具：Minimetro（無人駕駛迷你小火車），為了確保它能夠繼續(xù)可靠地往返于歷史悠久的老城區(qū)，運(yùn)送當(dāng)?shù)鼐用窦坝慰停?dāng)?shù)卣疀Q定對(duì)每個(gè)站點(diǎn)輔助設(shè)施的整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。系統(tǒng)集成商 Umbra Control 采用倍福基于 PC 的控制技術(shù)完成了此項(xiàng)要求極高的技術(shù)升級(jí)。

　　公共交通項(xiàng)目的工期要求通常都很緊，Minimetro 樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)的全面現(xiàn)代化改造的工期要求尤為緊迫。此次改造項(xiàng)目于 2021 年 3 月開工，計(jì)劃于 2021 年 12 月竣工。初聽起來時(shí)間好像很充裕，但實(shí)踐證明，在給定的框架條件下，項(xiàng)目具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性。“畢竟，在項(xiàng)目施工期間，我們不能讓通往佩魯賈老城的鐵路交通癱瘓數(shù)周或數(shù)月，甚至一天都不行。”系統(tǒng)集成商 Umbra Control 公司的研發(fā)經(jīng)理 Giorgio Passeri 在指出項(xiàng)目遇到的難題時(shí)說道。“Minimetro 是當(dāng)?shù)毓步煌ㄏ到y(tǒng)中通往佩魯賈老城最重要的交通線路。”Minimetro SPA 運(yùn)營(yíng)公司內(nèi)負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的工程師 Monia Mariani 明確指出了此次改造項(xiàng)目的重要性。

     大約 1500 個(gè)輸入和輸出信號(hào)通過大約 20 個(gè)倍福控制器和額外的遠(yuǎn)程 I/O 安全地傳輸給控制中心，在控制中心使用 Visiosuite Scada 軟件對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制

　　Minimetro 線路總長(zhǎng) 3.5 公里，25 輛無人駕駛小火車穿梭在七個(gè)車站之間，每年可運(yùn)送約 300 萬名游客和佩魯賈居民。在 2007/2008 年 Minimetro 施工期間，佩魯賈纜車也被整合到這條線路上，通勤者們都很喜歡搭乘纜車，從城西的免費(fèi)停車場(chǎng)坐到主火車站。纜車自 2008 年運(yùn)營(yíng)以來，迄今已售出約 3600 萬張票。

　　鑒于纜車的重要戰(zhàn)略意義，Umbra Control 必須確保它具備持續(xù)運(yùn)營(yíng)能力。“我們必須考慮到，無論是用舊的系統(tǒng)還是用新的系統(tǒng)，控制中心的技術(shù)人員必須能夠隨時(shí)并行監(jiān)控和操作所有設(shè)施。”Giorgio Passeri 闡述道。因此，他和他的團(tuán)隊(duì)從一開始就將升級(jí)改造規(guī)劃設(shè)計(jì)為逐步遷移的特殊維保項(xiàng)目。此外，系統(tǒng)的所有工作都在鐵路非運(yùn)營(yíng)時(shí)間進(jìn)行，即主要在夜間。

Umbra Control 公司的 Giorgio Passeri、倍福意大利分公司的 Mirko Vincenti、Minimetro 公司的 Monia Mariani 和 Umbra Control 公司總裁 Gianluca Ragni（從左至右）

　　Umbra Control 為 Minimetro 設(shè)計(jì)并實(shí)施了安保和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以及整個(gè)站點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè)及火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)，并特別關(guān)注隧道和技術(shù)室。整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控工作由 Umbra Control 開發(fā)的 Visiosuite Scada 軟件完成。

　　系統(tǒng)集成商通過基于 PC 的控制技術(shù)完善交鑰匙工程

　　Umbra Control 公司于 1975 年在佩魯賈成立，業(yè)務(wù)主要集中在安全系統(tǒng)領(lǐng)域。多年來，公司穩(wěn)步發(fā)展，扎實(shí)推進(jìn)，成為一家活躍在整個(gè)意大利的知名安裝商和系統(tǒng)集成商。Umbra Control 可為私人住宅、公共建筑、工業(yè)建筑和文化設(shè)施實(shí)施復(fù)雜的樓宇自動(dòng)化項(xiàng)目，通常承接的都是交鑰匙工程：從自動(dòng)化方案的構(gòu)思到實(shí)施的全過程（項(xiàng)目立項(xiàng)、開發(fā)、調(diào)整、配置、技術(shù)培訓(xùn)、維護(hù)），以及所有所需的技術(shù)更新，直到生命周期結(jié)束。倍福長(zhǎng)期以來一直是 Umbra Control 非常重要的技術(shù)合作伙伴。“倍福為我們提供了具有良好開放性的系統(tǒng)，因而讓我們總是能夠根據(jù)客戶需求進(jìn)行修改和擴(kuò)展，或者分享我們自己的專有技術(shù)。”Giorgio Passeri 解釋道，“而且，倍福也一直是值得我們信賴的合作伙伴，他們提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)總是讓我們很放心。”

　　淘汰 BACnet，引入 EtherCAT —— 改變就在一夜之間

　　確切地說，Umbra Control 公司使用倍福技術(shù)取代了從 2008 年以來一直在使用的 BACnet 自動(dòng)化系統(tǒng)。“這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)過時(shí)，不再具有可維護(hù)性，也不再能夠滿足當(dāng)前需求。” Monia Mariani 指出道。

　　因此，他們對(duì)所有七個(gè)車站的控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級(jí)改造。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商采用倍福技術(shù)從控制中心監(jiān)測(cè)和控制整棟建筑及其它基礎(chǔ)設(shè)施，包括照明（單個(gè)燈具以及照明場(chǎng)景）、開關(guān)、UPS、電梯、自動(dòng)扶梯、通風(fēng)系統(tǒng)、門、閘門、溫度、風(fēng)和煙霧傳感器、電視屏幕、CCTV（視頻智能分析）。車站內(nèi)共配備了 850 個(gè)數(shù)字量和模擬量輸入點(diǎn)和 570 個(gè)輸出點(diǎn)，這些點(diǎn)位都由控制中心控制。車站內(nèi)的 16 個(gè) CX8190 控制器和一個(gè)用作主站的 CX2062 充當(dāng)數(shù)據(jù)采集器，通常可以借助 BK1100 耦合器通過遠(yuǎn)程 I/O 進(jìn)行擴(kuò)展。主要使用的端子模塊包括：EL1809 （16 DI）和 EL2809（16 DA 24 V DC，0.5 A）EtherCAT 端子模塊。此外，還有用于溫度傳感器（Pt1000 和 NTC）的帶 8 個(gè)模擬量輸入（16 位）的 EL3208-0010 模擬量端子模塊和用于處理 Minimetro 線路上模擬量信號(hào)的雙通道 EL3012 端子模塊（0...20 mA，12 位，差動(dòng)），例如風(fēng)速計(jì)和濁度計(jì)。各個(gè)車站內(nèi)使用的組件和裝置主要通過現(xiàn)有的繼電器和無電位觸點(diǎn)（門、照明）連接到 I/O 上。“Minimetro 繼續(xù)使用最初安裝的基礎(chǔ)架構(gòu)。”倍福意大利分公司基礎(chǔ)設(shè)施和樓宇自動(dòng)化行業(yè)經(jīng)理 Mirko Vincenti 補(bǔ)充說道。

　　控制級(jí)通信通過 EtherCAT 實(shí)現(xiàn)，與控制中心的通信則通過自動(dòng)化設(shè)備規(guī)范（ADS）協(xié)議完成。安全解決方案被劃分為 180 多個(gè)入侵檢測(cè)區(qū)。

　　對(duì)倍福技術(shù)和支持信心滿滿

　　對(duì)于 Minimetro 的運(yùn)營(yíng)商來說，這次升級(jí)改造項(xiàng)目帶來的最大改善是：擁有一個(gè)采用最新技術(shù)的可靠的自動(dòng)化系統(tǒng)，并且可以隨時(shí)擴(kuò)展 I/O 層。“倍福技術(shù)確保了我們硬件的長(zhǎng)期可用性，這對(duì)于當(dāng)?shù)氐墓步煌▉碚f是非常重要的一點(diǎn)。”Monia Mariani 指出。倍福基于 PC 的開放式控制技術(shù)讓客戶可以選擇在未來進(jìn)行擴(kuò)展（傳感器，支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的子系統(tǒng)），也可以選擇其它帶 ADS、OPC UA 等接口（如 Modbus-TCP）的 Scada 軟件。

　　來自 Umbra Control 公司的 Giorgio Passeri 自 2014 年起就一直使用倍福技術(shù)實(shí)施各種項(xiàng)目，他強(qiáng)調(diào)道：“最重要的是，倍福意大利分公司總能提供及時(shí)幫助，不僅有經(jīng)驗(yàn)豐富的銷售工程師可以提供各種售前服務(wù)，還有技術(shù)過硬的專家團(tuán)隊(duì)為我們提供有力的技術(shù)支撐，讓我們更有信心做好每一個(gè)系統(tǒng)集成項(xiàng)目。”此外，無論多么特別的信號(hào)，幾乎所有應(yīng)用所需的信號(hào)都可以通過倍福技術(shù)集成。“I/O 層的靈活性和倍福的 Runtime 環(huán)境讓我們的 Visiosuite Scada 軟件更加完善。”Passeri 說道。

　　遷移過程中運(yùn)營(yíng)未出現(xiàn)任何中斷

　　Mirko Vincenti 的支持在項(xiàng)目初始階段也起到了非常重要的作用。“聯(lián)合規(guī)劃設(shè)計(jì)各個(gè)遷移步驟是個(gè)不小的挑戰(zhàn)，因?yàn)樽罱K重點(diǎn)是在不中斷運(yùn)營(yíng)的情況下更換硬件和軟件。”Mirko Vincenti 說道。只有在徹底分析清楚每一個(gè)可能的故障點(diǎn)后才能做到這一點(diǎn)。最終，項(xiàng)目實(shí)施期間沒有出現(xiàn)過一分鐘的停機(jī)，甚至沒有出現(xiàn)任何故障。“同樣重要的還有安全運(yùn)營(yíng)。”Giorgio Passeri 在提到 Umbra Control 公司發(fā)展歷程時(shí)補(bǔ)充道。“我們公司 40 年前以安裝防盜報(bào)警系統(tǒng)起家。”當(dāng)時(shí)，Umbra Control 只關(guān)注物理安全，但其實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全早已成為公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

　　倍福通過基于 PC 的控制技術(shù)讓系統(tǒng)集成商能夠?yàn)槊總€(gè)項(xiàng)目實(shí)施正確的方案，即用正確的算法進(jìn)行信息加密和數(shù)據(jù)保護(hù)。為了給 Minimetro 提供全方位的保護(hù)，系統(tǒng)集成商必須確保所有軟件層的安全：從現(xiàn)場(chǎng)，控制器、網(wǎng)絡(luò)，到 Scada 軟件的服務(wù)器端應(yīng)用，尤其是客戶端前端。Mirko Vicenti 評(píng)論道：“倍福基于 PC 的控制技術(shù)為提供了實(shí)現(xiàn)安全通信所需的一切。”Giorgio Passeri 證實(shí)道：“相應(yīng)地，安全措施的實(shí)施也很簡(jiǎn)單，這也要感謝倍福意大利分公司的大力支持。”Minimetro 是一個(gè)封閉系統(tǒng)，沒有連接互聯(lián)網(wǎng)的接入點(diǎn)，因此真正的威脅只能是來自內(nèi)部攻擊，如 MiTM（中間人攻擊）或網(wǎng)絡(luò)嗅探。盡管如此，所有所需的 OPC UA 加密通信與證書更換和 Secure ADS 加密協(xié)議都得到了實(shí)施。

　　現(xiàn)在回過頭看，此項(xiàng)目最具挑戰(zhàn)性的部分在于，通過在本地使用 EtherCAT 接口開發(fā)分布式架構(gòu)，以及在控制器本身和控制室之間建立 OPC UA 通信。“我們還將在接下來的項(xiàng)目中使用倍福系統(tǒng)，進(jìn)一步提升我們架構(gòu)的安全性和已實(shí)施系統(tǒng)的可靠性。我們期待著我們的專業(yè)技術(shù)與倍福技術(shù)相結(jié)合后碰撞出的火花。”Giorgio Passeri 總結(jié)道。

　　關(guān)于德國(guó)倍福

　　倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國(guó)威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

　　倍福于 1997 年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國(guó)內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。

　　公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國(guó)國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

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