各类自动化控制系统布线解决方案原理和特点
控制系统布线解决方案是自控专业设计师需要重点考虑的问题，也是他们感到烦恼的揪心事。在自控专业的设计图纸中，涉及到接线、布线的图纸工作量大约要占到百分之五十。我们常常说，这一部分的工作最没有技术含量，但又最容易出错。说它没有技术含量，是因为一根线接到这个端子上就是对的，比如变送器输出的正端接到I/O卡的正端可能就对了，接到I/O卡的负端就错了。说它容易出错，是成百上千的端子要接线，接错一个两个可能性是有的，但接错了如果到试车过程还没有发现，小的影响是信号无法显示，如果是电源线接错了，则有可能造成板卡烧毁等较大的影响。
1、传统布线工程
早期的控制系统(如PLC、DCS)是将与过程相联的I/O模件集中在控制室的机柜里，通过并行总线由一台主计算机进行协调控制和管理，大量的信号需要通过电缆从现场引到控制室的I/O模件上。在工程设计中，一个自动化程度稍高的车间，自控专业设计所用电缆的长度超过100km是很常见的，图1为某现场多达九层的电缆桥架。
图1 现场电缆桥架
图2所示为控制系统传统布线方式的示意图，现场设备(包括变送器、调节阀等)的信号通过现场接线箱汇总，以多芯电缆的方式送到控制室配线柜的端子
排，然后以单芯导线转接到控制系统的I/O模件上。
图2 控制系统传统布线方式示意图
由于端子排的接线顺序通常是按照多芯电缆的编号次序排列，同一根电缆中汇集的是位置靠在一起的各类现场设备，如变送器、分析仪表、调节阀、开关量等不同种类的信号，而I/O模件的配线组件是一个信号类别一个组件，如4-20mA输入、4-20mA输出、开关量输入等等，这样端子排到I/O模件的配线组件之间的配线相互交叉，看起来杂乱无章，令安装后的查线及日常维护都感到很麻烦(见图3)。
图3 传统控制系统布线方式
在自控工程设计时，我们需绘制每一个现场接线箱、每一个配线柜、每一个
I/O模件的端子接线图。麻烦的不仅仅是设计师，还有盘柜箱生产线上的接线员、建筑安装单位的施工人员，他们是要一根一根接线的(见图3)。当然，工厂的管理维护人员也不会轻松，一个监测点故障的查线往往需要从源头的检测仪
表一直查到控制系统的I/O模件。
传统布线方式是一对一接线贯穿始终，导线、电缆、桥架需要量大，换接点多，故障隐患点多，维护工作量大。自控设计师常常想：有没有什么办法能让布线方式简单一些，能让故障环节少一点？能让我们图纸工作量少一些？能让我们从这些没有任何技术含量的繁琐工作中解脱出来？
2、菲尼克斯快速布线
为了简化布线工作，最方便入手的是从控制室配线柜的端子排到控制系统的
I/O模件这一段，人们在想，怎样将出配线柜端子排的多芯电缆能方便地连接到I/O模件上，于是一种带前适配器预制电缆的布线方式就出现了(见图4)。预制电缆也是多芯的，但它带编号，只要按编号顺序在
配线柜端子排连接来自现场设备的信号线，另一端的前适配器直接插入控制系统I/O模件的对应输入插座上即可，取代了传统的螺钉接线或压接方式接线。
图4 用带前适配器的预制电缆代替多芯电缆的布线方式
菲尼克斯电气公司的INTERFACE快速布线系统采用了带前适配器预制电缆的
布线方式，来自现场设备的信号线接入布线模块输入侧，而布线模块的孔式接头是输出侧，通过带前适配器预制电缆的针式插头连接，再通过前适配器接入控制系统的I/O模件。菲尼克斯电气公司曾为众多DCS、PLC厂家及直接用户提供快速布线系统(见图5)，采用这一系统的DCS、PLC厂家和产品有：AB PLC Control Logix 1756、Micro Logix 1500、PLC-5、SLC-500；ABB
网线原理S800；Emerson DeltaV；GE FANUC 90-30、90-70、RX3i；Honeywell Plant Scape等。
图5 INTERFACE快速布线系统
3、爱默生以太网布线
一般来说，快速布线系统简化的是控制室内配线柜与控制系统I/O模件之间的接线工作，布线的数量并未减少。而实际布线的大量工作是从现场接线箱到控制室之间的连线，其单根长度通常都是数百米，在这方面有简化的办法吗？爱
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