Pepperl+Fuchs H-System与Schneider Electric Tricon CX:本安隔离方案的技术融合与行业突破
在全球工业自动化与过程控制领域,安全始终是系统设计的核心。尤其在化工、油气、能源等高风险行业中,如何构建既符合国际安全标准,又具备高可靠性与灵活扩展性的控制系统,一直是行业技术演进的关键命题。近年来,Schneider Electric旗下Triconex安全系统凭借其卓越的性能与广泛的行业认可,成为过程安全系统(如ESD,紧急停车系统)的重要选择。而Pepperl+Fuchs作为全球工业传感器与防爆技术的领导者,其H-System本安隔离解决方案,则为Triconex平台,特别是新一代Tricon CX系统,提供了高度适配、经过全面验证的终端连接与信号隔离方案。二者的深度合作,不仅代表了“强强联合”的技术整合,更在实质上重新定义了机柜布局、信号密度与系统安全的新标准。
合作基石:三十余载的协同创新
Schneider Electric与Pepperl+Fuchs的合作关系已持续超过三十年,这份长期的伙伴关系建立在共同致力于提升工业自动化安全性与效率的愿景之上。作为Schneider Electric技术合作伙伴计划(TPP)的重要成员,Pepperl+Fuchs的角色远超普通供应商。它是Schneider Electric EcoStruxure架构,特别是Triconex安全系统,在本安隔离栅、信号调理、现场总线基础设施(如FOUNDATION Fieldbus、PROFIBUS)、HART多路复用以及特种HMI解决方案等领域的主要技术与产品提供方。这种深度融合确保了从系统规划、产品选型到现场实施的每一个环节,都能获得无缝衔接、经过互操作性测试的优选组合。
Tricon CX系统:新一代过程安全核心
Tricon CX是Schneider Electric Triconex安全系统家族的最新成员,专为要求严苛的关键控制与安全应用而设计。它继承了Triconex系统高可用性、高可靠性的三重模块冗余(TMR)架构,并通过硬件与软件的持续优化,进一步提升了处理能力、诊断功能和系统弹性。Tricon CX支持多种I/O卡件类型,涵盖数字输入/输出、模拟输入/输出、温度输入及通用I/O等,以满足复杂过程控制与安全联锁的需求。例如,文档中列举的3506X(32通道数字输入)、3626X(32通道数字输出)、3722X/3723X(32通道模拟/温度输入)、3809X/3809AX(16通道模拟输出)以及3902X/3902AX(16通道通用I/O)等卡件,构成了其灵活且强大的I/O基础。
然而,在危险区域(如可能存在爆炸性气体的环境)部署这些I/O信号时,必须采用本质安全(Intrinsic Safety, IS)保护措施,将危险区域的能量限制在无法引燃的水平。这正是Pepperl+Fuchs H-System发挥关键作用的舞台。
H-System解决方案:为Tricon CX量身定制的本安桥梁
Pepperl+Fuchs的H-System并非通用型产品,而是针对Tricon CX系统I/O特性进行深度定制和全面测试的专用解决方案。其核心创新体现在以下三个层面:
高度集成的接线板(Termination Board)设计:传统的本安隔离栅安装往往占用大量机柜空间,布线复杂。H-System则提供了预制的专用接线板。这些接线板集成了适用于危险区接线的本安端子,并预装了与Tricon CX I/O卡直接匹配的ELCO或D-Sub插件连接器。这种设计实现了“即插即用”,极大程度地标准化了机柜布局,减少了内部布线工作量,最小化了安装错误风险,并显著优化了空间利用率,提供了市场上密度最高的本安解决方案。
模块化、窄体设计的HIC隔离栅模块:H-System的核心组件是HIC系列本安隔离栅模块。这些模块宽度仅12.5毫米,采用独特的“插拔锁定”式安装,无需工具即可牢固地卡装在接线板上。模块提供单通道(1-channel)和双通道(2-channel) 两种规格。单通道设计为每个回路提供独立的隔离与保护,确保“单一回路完整性”;双通道设计则在保证安全的前提下,进一步实现了信号密度的倍增。所有模块均经过严格测试,符合相关安全完整性等级(SIL)认证(如SIL 2、SIL 3),确保了整个安全回路的高可靠性。
全面的信号类型覆盖与定制能力:H-System解决方案全面匹配Tricon CX的各种信号需求。文档中的详细配置表清晰展示了这种对应关系:
数字输入:对应3506X卡,可选用HIC2821/HIC2841(单通道)或HIC2822/HIC2842(双通道)等继电器或晶体管输出型隔离栅。
数字输出:对应3626X卡,提供如HIC2871/HIC2873(支持测试脉冲抗扰)等模块,甚至包括HIC5861/HICS863等非本安的安全继电器模块选项,以满足不同的负载驱动需求。
模拟输入:对应3722X/3723X卡,HIC2025系列模块可处理标准4-20mA信号,还有HIC2025A等专为火灾探测器(回路电流高达93mA)设计的特殊型号。
温度输入:同样利用3722X/3723X卡,通过HIC2081等模块实现热电偶或RTD信号的安全接入。
模拟输出:对应3809X/3809AX卡,HIC2031系列模块可将控制系统的指令安全地传递至现场执行机构。
通用I/O:对应3902X/3902AX卡,HIC2441等模块提供了极高的灵活性,可配置用于模拟或数字信号的输入/输出。
这种精细化的匹配确保了从现场传感器/执行器到Tricon CX控制器之间的信号路径全程处于最优化的安全与性能状态。
技术优势与行业价值
Pepperl+Fuchs H-System与Tricon CX的集成方案带来了多维度的重要价值:
极致空间节省:12.5毫米窄体模块与高密度接线板设计,使控制柜内空间利用率达到前所未有的水平,尤其适用于改造项目或空间受限的新建项目。
卓越的安全性与可靠性:作为市场上经过最全面测试和文档化的本安解决方案之一,H-System确保了危险区域ESD系统达到最高的安全等级。其模块的低功耗设计也有助于降低机柜温升,提升系统长期运行稳定性。
显著的工程与安装效率提升:预接线、插件化的设计理念,将复杂的机柜接线工作转化为简单的组装任务。在线配置工具的使用,进一步简化了选型和订购流程,减少了工程设计时间和现场调试成本。
全球认证与支持:该解决方案获得全球主要市场的认证,并得到两家行业巨头全球服务网络的支持,为用户的跨国项目部署提供了便利和保障。
面向未来的灵活性:除了Tricon CX,该定制化接线板和H-System模块同样适用于上一代Tricon系统以及Foxboro DCS,保护了用户的既有投资,并提供了平滑升级的路径。
超越连接:完整的产品生态与愿景
Pepperl+Fuchs为工业自动化提供的远不止本安隔离。作为“防爆保护”与“工业传感器”两大领域的专家,其产品线涵盖了从现场级传感器(接近开关、光电传感器、超声波传感器等)、总线基础设施(FieldConnex®)、远程I/O、浪涌保护、无线解决方案,到人机界面(HMI)、移动通讯设备和标识系统的完整链条。这意味着,在与Schneider Electric的合作框架下,用户可以获得从现场感知、信号安全传输、到上层控制与监控的一站式、协同优化的自动化解决方案,真正实现从设备层到系统层的高效融合。
