架构革新，降本增效: 宇通E100分布式I/O系统引领流程工业智能化升级
在流程工业自动化领域，一个长期存在的挑战是如何在保证最高安全标准的前提下，不断优化控制系统架构，以应对高昂的建设和运维成本。传统的“集中控制”模式，即将所有现场仪表的信号通过大量电缆汇集至中心控制室的仪表柜，正日益暴露出其固有的局限性。尤其对于那些已运行十几年、二十年的项目，其控制室空间固化、地下电缆沟渠密布、桥架纵横交错，大规模的布线改造如同“心脏搭桥手术”，难度大、风险高、周期长，往往令决策者望而却步。宇通系统软件公司采用其创新的E100分布式I/O系统，为您带来颠覆性的解决方案—将控制功能或 I/O接口“前移”至接近危险现场的本安关联区域，并结合强大的控制器冗余功能，从根本上重塑自动化架构。E100系统正是为破解“老旧系统改造”与“新上中等项目降本”这两大难题而生的利器。
传统架构之困：成本与可靠性的双重挑战
回顾传统模式，我们不难发现：
● 改造决心“难以下咽”：老旧系统的改造，最大的障碍并非技术，而是对控制室搬迁、地沟重挖、桥架重置和数以千计电缆更换这项庞大工程的恐惧。
● 控制室“寸土寸金”：传统模式庞大的仪表柜 ( 仅96个本安点就需>2.5米导轨的安全栅/浪涌抑制器 ) 占据了宝贵的控制室空间。
● 系统复杂，能耗发热：192个独立安全栅和浪涌抑制器密集安装，不仅增加了接线复杂度和故障点，其自身运行也会产生可观的热量，加剧控制室空调负荷。
● 布线成本“居高不下”：电缆、桥架、地沟工程浩大，占总投资的比重极高。
宇通E100解决方案：精准切入，化解改造难题和新建项目成本困局
[ 特别适用于: 老旧系统升级与中型项目新建 ]
对于一座亟待升级的中型规模装置，其改造或许仅需4到5台E100仪表箱即可覆盖核心控制区域。这意味着：
● 无需撼动主体结构：避开对中央控制室和主干桥架的“大动干戈”，仅需在现场工艺区增置几个紧凑的仪表箱。
● 投资门槛极低：相较于推倒重来的传统方案，E100以极低的初始投资，即可实现系统性能的跨越式提升。
● 技术继承平滑：您的技术人员利用现有软件技能即可轻松掌握，厂家和供货商将确保项目无缝过渡，快速投产。E100分布式I/O系统，是专为严苛工业环境设计的
远程站解决方案。它支持灵活的系统架构，并能无缝集成高可用性的控制器冗余功能，满足您对可靠性与经济性的双重追求。
E100 系统的核心优势，在于其内置的隔离本安与防浪涌功能。每个 I/O 通道都集成了隔离、本安和浪涌保护电路(均可选)，从根本上省去了传统方案中每个回路必配的独立隔离器或安全栅和浪涌抑制器。
● 极致紧凑：96个本安I/O点的所有模块，可集中安装于一个仅 600mm x 500mm x 250mm 的紧凑型现场仪表箱内。与传统方案需要长达2.5米以上安装导轨
的庞杂架构相比，空间占用减少超过 70%。
● 天生“冷静”：高度集成的设计大幅降低了功耗，整个系统运行几乎不产生额外发热，消除了传统安全栅柜的“热岛效应”，提升了系统长期运行稳定性与寿命。
部署：将互为冗余的控制器2XCPU 1513R-1 PN与 E100 I/O 站都部署在现场本安关联区域，操作站位于中控室。
优势：
● 终极可靠性：控制器直接位于现场，与 I/O 站通过极短并行总线通信，彻底消除了因中央控制器单点故障可能导致的全系统瘫痪风险。主控制器故障时，备用控
制器在毫秒级内无扰切换，保证生产连续。
● 极致网络效率：控制逻辑在现场执行，仅将操作指令和监控数据通过光纤与中控室交互，极大减轻了网络负荷，响应速度更快。
图1 E100-GZX-96 爆炸性环境关联设备工作站
我们为您提供三种高可用的先进架构选择：
架构一：【控制器现场化】—— 极致可靠与快速响应（以96个本安I/O点为例）
部署：控制器（工作站）位于中控室，采用2XCPU 1513R-1 PN冗余配置，而 E100 远程 I/O 站部署在现场本安关联区域。
优势：
● 集中管理与维护：所有控制逻辑和程序集中在中控室的冗余控制器上，便于工程师统一管理、编程和维护。
● 成本效益显著：在享有控制器冗余高可用性的同时，依然实现了现场布线的极致节约，是平衡传统习惯与架构创新的理想选择。
图2 E100-YCIO-96 爆炸性环境关联设备远程IO
架构二：[集中管理，I/O现场化] —— 均衡与高效（以96个本安I/O点为例）
架构三：[分段抵近控制， I/O现场化] —— 操控分离的中型集散盘（以320个本安I/O点为例）：
优势：
● 终极可靠性： 控制器直接位于现场，与 I/O 站通过极短本地总线通信，彻底消除了因中央控制器单点故障可能导致的全系统瘫痪风险。主控制器故障时，备用控
制器在毫秒级内无扰切换，保证生产连续。
● 极致网络效率：控制逻辑在现场执行，仅将操作指令和监控数据通过光纤与中控室交互，极大减轻了网络负荷，响应速度更快。
● 盘面大量减少：单个E100 I/O可以取代8台隔离器或安全栅+8台防浪涌仪表，它的宽度仅为这些外挂仪表总宽度的1/8≈30/(30+16x12.7)，如果在中型项目中加以
应用同时也具备相同保护功能，仪表盘数量可以减少8倍左右。
● 盘内接线取消：单个E100 I/O取代8台隔离型安全栅+8台防浪涌仪表之间的连线共16组32根 ; 在图3所示320点通用盘中 , 用配置的40个E100 I/O模块, 取代原用外
挂仪表640台，以及它们之间连线及辅助连线640X4=2560多根。另外，若I/O模块采用电缆快接方式，盘内连线可再减少640根。
● 现场布线高效：盘内的E100 I/O模块与现场分线箱之间的连接布线，使用订购或预制的标准插头和排线电缆产品，按照格式化工位号中的“模块序号”快速插接 (电
缆的格式化工位号和规格长度由KTS软件产生），全部电缆与插头的连接线号统一，具有通用性。运维不需配图。
图3 E100-GZP-320 操控分离的中型集散盘
三种架构均共享以下核心价值：
● 光纤骨干网：操作层与控制层(架构1、3)或者控制层与I/O接口(架构2)之间采用高速光纤通信, 抗干扰、长距离、高带宽。
● 集成化本安：无需外置安全栅/浪涌抑制器，系统本身即构成完整的安全屏障。
● 可带电插拔：拔出I/O模块，系统不中断，插入同名I/O模块，系统自恢复。保障运维安全。
显著的经济与可靠性价值：为您算清“三笔账”
第一笔账：直接投资节约（革命性降低）
● 省去192~640个安全栅/浪涌抑制器：直接节省了大量硬件采购成本、安装接线成本及备件库存成本。
● 节约控制室面积 > 60%：移除外置安全栅柜和 I/O 机柜，控制室空间得到极致释放。
● 节约现场布线 > 70%：一根光纤替代千根电缆，采购成本骤降。
● 节约桥架与地沟工程 > 80%：布线工程量锐减，土建和安装成本得到极致优化。
第二笔账：运营与维护成本降低
● 系统可靠性质的飞跃：控制器冗余功能消除了核心控制单元的单点故障。
● 维护工作量锐减：模块数量减少 90%以上，意味着更少的故障点、更简单的系统结构，故障诊断和恢复速度极大提升。
● 能耗与散热成本下降：系统低功耗、不发热的特性，降低了控制室的制冷能耗。
第三笔账：安全与长期价值提升
● 本质安全与高可用性并存：集成化本安设计结合控制系统冗余，构建了从现场到控制的双重安全保障，可靠性更高。
● 为智能化奠基：此架构是实现工业物联网（IIoT）和数字孪生的理想基础。
结语：是时候做出更加智慧和精准的项目决策了
面对那些“牵一发而动全身”的老旧系统，或是追求最佳投资回报的新上项目，宇通 E100 分布式 I/O 系统提供了那个您一直在寻找的完美支点。它让拟建项目或者艰巨的改造工程, 变得像在关键工艺点部署几个“智能哨站”一样简单。您无需再为浩大的土木工程和错综复杂的线缆施工犹豫不决。用几个E100仪表盘箱，配合您的十年以上技术团队和您最熟练的流程工艺软件，即可用一次极低的投资，完成一次脱胎换骨的升级。
选择 E100，就是选择以更集成、更简洁、更经济、更安全的方式，撬动整个自动化系统的现代化升级，迈向流程工业的高质量发展之路。
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