執(zhí)行摘要 

本白皮書(shū)全面對(duì)比分析了重慶宇通 E100 分布式 I/O 系統(tǒng)與經(jīng)典型分布式 I/O 系統(tǒng)的技術(shù)特性、架構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。 E100 系統(tǒng)通過(guò)創(chuàng)新性的集成本安設(shè)計(jì)和分布式前移架構(gòu)，在�；�行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，特別在減少電 纜布線(xiàn)、降低工程成本和提升系統(tǒng)可靠性方面具有突出表現(xiàn)。

1  產(chǎn)品概述

1.1  重慶宇通 E100 系統(tǒng)

重慶宇通 E100 分布式 I/O 系統(tǒng)是專(zhuān)為危險(xiǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的創(chuàng)新型解決方案，采用先進(jìn)的集成本安技術(shù)，支持直接安裝在 防爆區(qū)域。系統(tǒng)采用西門(mén)子 PROFINET 芯片，確保與 S7-1500 控制器的完美兼容，同時(shí)支持 MODBUS-TCP 協(xié)議， 提供靈活的系統(tǒng)集成能力。

1.2  經(jīng)典型分布式 I/O 系統(tǒng) 

經(jīng)典型分布式 I/O 是成熟的分布式 I/O 解決方案，采用傳統(tǒng)集中式架構(gòu)，需要配合安全柵實(shí)現(xiàn)本安防護(hù)。系統(tǒng)專(zhuān)為 S7- 1500 自動(dòng)化平臺(tái)優(yōu)化，具有高性能和可靠性特點(diǎn)。

2  核心技術(shù)對(duì)比

2.1  安全設(shè)計(jì)對(duì)比 

表 1：安全特性對(duì)比

2.2  通信能力對(duì)比

E100 通信優(yōu)勢(shì)： 

雙協(xié)議支持：PROFINET + MODBUS-TCP

光纖主干：20km 傳輸距離，抗干擾 

千兆速率：1000Mbps 通信帶寬 

冗余架構(gòu)：環(huán)網(wǎng)冗余，<50ms 切換

經(jīng)典型分布式 I/O 通信特點(diǎn)：

PROFINET 專(zhuān)用協(xié)議 

電纜傳輸，距離受限 

需要中繼擴(kuò)展 

支持介質(zhì)冗余

3  架構(gòu)創(chuàng)新對(duì)比

3 .1  E100 前移分布式架構(gòu) 

E100 采用革命性前移設(shè)計(jì)，將控制站直接部署在危險(xiǎn)區(qū)域： 

就近安裝：I/O 站距離現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備<50 米 

光纖主干：?jiǎn)喂饫w替代大量電纜 

本地處理：信號(hào)采集和執(zhí)行控制本地化 

模塊化擴(kuò)展：按需配置，靈活擴(kuò)展 

3.2  經(jīng)典型分布式 I/O 傳統(tǒng)集中架構(gòu) 

經(jīng)典型分布式 I/O 保持傳統(tǒng)集中模式：

控制柜集中安置在安全區(qū)

大量電纜連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備

需要完整橋架地溝系統(tǒng)

擴(kuò)展需要增加機(jī)柜空間

4  工程實(shí)施對(duì)比

4.1  布線(xiàn)系統(tǒng)節(jié)省 

表 2：工程實(shí)施數(shù)據(jù)對(duì)比

4.2  成本分析對(duì)比

E100 成本優(yōu)勢(shì)：

初始投資降低 30-40% 

運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本降低 40% 

土建成本降低 50% 

無(wú)隔離器/安全柵/防浪涌?jī)x表，操作站盤(pán)柜空間僅需1/8 

經(jīng)典型分布式 I/O 成本結(jié)構(gòu)： 

傳統(tǒng)投資模式

電纜橋架成本高

維護(hù)成本相對(duì)較高

改造擴(kuò)展成本大 ，外掛儀表導(dǎo)軌長(zhǎng)度為E100的8倍

5  智能化應(yīng)用對(duì)比 

5.1  E100 �；�現(xiàn)場(chǎng)智能化 

E100 通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新重塑�；�現(xiàn)場(chǎng)智能化：

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：本地化處理提升數(shù)據(jù)質(zhì)量

智能診斷：在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和預(yù)警功能

遠(yuǎn)程維護(hù)：減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

數(shù)字孿生：為智能化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

5.2  傳統(tǒng)架構(gòu)局限性

經(jīng)典型分布式 I/O 傳統(tǒng)架構(gòu)存在以下限制：

信號(hào)衰減影響數(shù)據(jù)質(zhì)量

響應(yīng)延遲制約控制精度

維護(hù)需要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域

系統(tǒng)擴(kuò)展改造困難

6  性能指標(biāo)對(duì)比

6.1  技術(shù)參數(shù)對(duì)比

表 3：性能參數(shù)對(duì)比

6.2  可靠性對(duì)比

E100 可靠性特征：

MTBF：>10 萬(wàn)小時(shí)

可用性：99.99%

維護(hù)性：支持熱插拔

壽命周期：>20 年

經(jīng)典型分布式 I/O 可靠性指標(biāo)：

MTBF：>8 萬(wàn)小時(shí)

可用性：99.9% 

維護(hù)性：需要停機(jī)維護(hù)

壽命周期：>15 年

7  選型建議

7.1  推薦選擇 E100 的場(chǎng)景

  新建大型項(xiàng)目：特別是綠色 field 項(xiàng)目

  危化行業(yè)應(yīng)用：需要本安防爆的場(chǎng)合

  分布式裝置：裝置布局分散的項(xiàng)目

  成本敏感項(xiàng)目：關(guān)注全生命周期成本

  快速實(shí)施需求：要求縮短工期的項(xiàng)目

7.2  考慮經(jīng)典型分布式 I/O 的場(chǎng)景 

  現(xiàn)有系統(tǒng)擴(kuò)展：已有西門(mén)子架構(gòu)的項(xiàng)目

  小范圍應(yīng)用：點(diǎn)數(shù)較少，分布集中

  特殊認(rèn)證需求：需要特定國(guó)際認(rèn)證

  傳統(tǒng)架構(gòu)偏好：用戶(hù)習(xí)慣傳統(tǒng)模式

8  實(shí)施指南

8.1  E100實(shí)施策略

前期規(guī)劃：優(yōu)化站址布局，最大化覆蓋范圍

光纖網(wǎng)絡(luò)：設(shè)計(jì)冗余環(huán)網(wǎng)，確保通信可靠性

電源配置：分布式供電，提高系統(tǒng)可用性

調(diào)試測(cè)試：分段調(diào)試，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性 

8.2過(guò)渡方案建議 

對(duì)于已有經(jīng)典型分布式I/O系統(tǒng)的用戶(hù)：

漸進(jìn)式改造：分區(qū)域逐步替換

混合架構(gòu)：新舊系統(tǒng)并行運(yùn)行

培訓(xùn)計(jì)劃：技術(shù)人員技能轉(zhuǎn)型

維護(hù)保障：建立完善的支持體系

9  未來(lái)展望

9.1  技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

E100代表的技術(shù)方向：

  全光纖化：全面采用光纖通信

  邊緣智能：集成AI分析功能

  云邊協(xié)同：與云平臺(tái)深度集成

  標(biāo)準(zhǔn)化：推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定

9.2  行業(yè)發(fā)展建議

加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新：持續(xù)提升系統(tǒng)性能

完善標(biāo)準(zhǔn)體系：制定行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

推廣最佳實(shí)踐：分享成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才：加強(qiáng)技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)

結(jié)論

重慶宇通E100系統(tǒng)通過(guò)架構(gòu)創(chuàng)新和技術(shù)突破，在分布式I/O領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了顯著進(jìn)步。相比傳統(tǒng)經(jīng)典型分布式I/O系統(tǒng)，E100在工程實(shí)施、運(yùn)營(yíng)成本和智能化水平方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，特別適合�；�行業(yè)的現(xiàn)代化改造和新建項(xiàng)目。我們建議用戶(hù)根據(jù)具體項(xiàng)目需求，綜合考慮技術(shù)特性、成本效益和長(zhǎng)期發(fā)展，選擇最適合的解決方案。對(duì)于大多數(shù)新建和改造項(xiàng)目，特別是高可靠性�；�行業(yè)項(xiàng)目，E100系統(tǒng)提供了更多更為嚴(yán)謹(jǐn)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性選擇。

宇通系統(tǒng)軟件公司   智能驅(qū)動(dòng)，聯(lián)接未來(lái)。   電話(huà)：15923270306 王康 

本白皮書(shū)基于實(shí)際項(xiàng)目數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)編制，僅供參考。

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