钢铁行业是全世界最庞大的行业之一，可以为汽车、电气和建筑行业以及许多其它市场提供原材料，随着国际市场竞争的日益激烈，钢铁企业面临着巨大的成本压力。尽管高炉、连铸生产线和轧机仍是钢铁生产的核心装备，但数字化转型已在这一历史悠久的行业中扎根。
倍福的开放式自动化平台为钢铁厂实现横向和纵向集成提供了理想的基础。实时采集、分析和关联能源与工厂数据，可以实现精准的过程控制，并有助于挖掘生产过程中的节能潜力。
倍福可为金属加工行业带来哪些优势？
- 支持横向与纵向集成的综合自动化平台
- 灵活的基于 PC 的控制技术助力实现快速订单响应与产品换型
- 透明的工艺和能耗数据，驱动生产效率全面提升
- 集成式测量技术和状态监测赋能预测性维护落地
- 冗余控制系统确保过程装置高可用性
我们针对金属加工的技术
过程自动化控制系统
倍福依靠全面的模块化组件和深厚的跨行业专业知识，通过基于 PC 的控制技术打造开放式自动化系统。诸如 PLC、可视化、云连接、防爆、安全技术和测量技术等所有控制功能都集成在同一个平台上。针对钢铁行业，我们提供从防爆区 0/20 区直达云端的全链路通信综合解决方案，无论您是需要对新建过程装置进行自动化改造，还是对现有系统进行升级改造。
基于 PC 的控制技术在钢铁生产中的应用：
- 适用于所有过程技术和装置自动化的通用平台
- 安全功能、防爆和测量技术集成在一同个系统中
- 开放的硬件和软件接口，实现了高水平的互操作性
- 控制器和电缆冗余可提高过程装置的可用性
- 基于 PC 的控制技术已在全球各个行业中获得广泛应用
金属加工的理想选择：开放式 EtherCAT 现场总线
EtherCAT 是一种通用、开放的高速现场总线，适用于 PLC、运动控制、传感器、测量技术和安全技术以及防爆等所有应用领域。有了 EtherCAT，仅需一种通信技术即可满足钢厂的通信需求，并能够从无所不包的 EtherCAT 架构的安全性和高性能中获益。基于 EtherCAT 的控制技术也可以用于集成第三方 EtherCAT 设备及其它现场总线系统。
EtherCAT 在钢铁行业中的技术优势：
- 通过诊断功能快速排除故障
- 电缆冗余可提高过程装置的可用性
- 灵活拓扑结构的落地实施
- 扩展距离技术用于实现分布式过程装置间的通信
- 远程 I/O 助力实现精益化过程装置接线
TwinCAT：针对金属加工的控制平台
倍福通过 TwinCAT 自动化软件为钢铁厂各类控制任务提供一个中央平台。除了 PLC 程序中传统的过程控制之外，用 C++、MATLAB® 和 Simulink® 编写的算法也可以在实时核中执行。基于 PC 的控制技术在过程自动化领域的应用范围随着特定的过程技术协议和接口的广泛整合进一步得到了扩展。TwinCAT 支持 NAMUR、HART 和 FDT/DTM 等常用协议，可以涵盖流程行业的各个领域。
TwinCAT 针对钢铁生产的产品亮点：
- 预测性维护和全面的数据分析功能
- TwinCAT Controller Redundancy 可以提高过程装置的可用性
- 安全与防爆技术集成在同一个软件平台上
- 通过 OPC UA 或 MQTT 轻松实现云连接
- 支持 NAMUR、HART 和 FDT/DTM 等常用标准
倍福针对金属加工的产品亮点：
用于采集本质安全型信号的 IP20 和 IP67 模块
倍福的 ELX 和 EPX EtherCAT 模块将带安全光栅的高紧凑型远程 I/O 模块整合于一体，可直接连接防爆区 0/20 区和 1/21 区的本质安全型现场设备。即可以直接连接本质安全型传感器和执行器的超紧凑型 EtherCAT I/O 端子模块。ELX 系列 EtherCAT I/O 端子模块已经通过 ATEX、IECEx 和 NEC/CEC 及其他国家标准认证，因而可在全球范围内使用。
EPX 系列模块防护等级高达 IP67，适用于实施模块化和无控制柜系统方案。坚固耐用的 EPX 模块可以直接安装在过程装置上，可以在不能（也不应该）安装控制柜的危险区域进行可靠的数据采集。
带本质安全型接口的 EtherCAT 模块，适用于防爆应用：
- 可直接连接本质安全型现场设备
- 适用于现场安装的 IP67 模块
- 支持各种高分辨率、高精度信号
- 通过各种认证，可在全球范围内使用
专为钢铁生产场景打造的工业级测量解决方案
ELM 系列 EtherCAT 高端测量模块专为工业应用而设计，缩短了常用工业控制柜环境中的装配时间。目前提供两大产品系列：采样率高达 10 kSps 的 ELM3x0x 基本系列用于高精度采集所有通道上的高动态过程的信号，采样率为 1 kSps 的 ELM3x4x 经济型系列用于测量动态性要求不高的信号。
采集到的生产和过程装置数据可通过TwinCAT Analytics 进行归档、分析和可视化呈现。
面向金属加工领域的测量技术亮点：
- ELM 端子模块可替代外部 DAQ 系统
- 可扩展的产品组合，时间范围从一秒到 kHz 级别
- 跨端子模块同步采集（分布式时钟）
- 丰富的诊断功能，支持快速定位故障
- 可与其它 EtherCAT 模块自由组合
紧凑型工业 PC 用作w物联网网关
统一的数据采集与分析可显著提升钢铁生产的工艺效率和品质。我们的自动化平台集成多种标准接口，可以实现过程装置与主控计算机之间的标准化通信。将超紧凑型C60xx工业 PC 不仅可用作结构紧凑、性能强大的物联网边缘控制设备，即使是配备老旧控制器（例如第三方供应商提供的控制器）的过程装置（或部分过程装置），也能轻松进行改造升级。基于该架构，所有数据都可以被采集并为预测性维护提供数据支撑。
超紧凑型工业 PC 作为边缘设备：
- 控制计算机性能强大，体积小巧
- 在性能方面有精确的可扩展性
- 与现有控制技术兼容
- 通过 TwinCAT IoT 实现安全可靠的云连接
- 通过集成的状态监测进行预测性维护
集成的控制器冗余提高了过程装置的可用性
过程装置的可用性在油气生产中占据着举足轻重的地位。用户可以使用冗余架构防止单个控制组件出现故障，以进一步提高过程装置的可用性。TwinCAT Controller Redundancy 可以用于实现冗余的控制器操作。
系统集成的软件解决方案能够将两台运行相同 PLC 程序的标准工业 PC 设置成为冗余控制器运行。两台控制器之间的实时网络通信实现了所需的同步，由于使用的是标准以太网，因此无需使用专用的硬件组件。 这样可以轻松确保，在任何时候两台工业 PC 中只有一台控制现场总线模块，并且两台配备相同数据库的工业 PC 同步执行控制程序。当某台控制器出现故障时，另一台控制器将接管操作，以防止设备停机和数据丢失。
TwinCAT 助力简化现场设备的调试工作
在 I/O 系统及 TwinCAT 开发环境中完全集成 HART 功能可以确保轻松实现项目规划和调试。集成 HART 协议让用户能够将 HART 现场设备直接集成到控制器中。此外，TwinCAT 可减少开发工作量：TwinCAT FDT 能够将现场设备的 DTM 直接集成到 TwinCAT 开发环境中，因此能够在同一个环境中编写和配置现场设备。
倍福 ComDTM 能够将 TwinCAT 控制系统无缝集成到现有的过程控制系统中。借助 CommDTM，可以将具有 HART 功能的 EtherCAT 端子模块所连接的现场设备的 DTM 集成到上一级系统内的任意 FDT 容器中。这样就可以在 FDT 中远程配置和参数化现场设备，而无需访问 PLC。
金属加工领域常见问题解答
在防爆区 ，例如在钢铁行业中，如金属粉尘加工与输送环节、使用易燃保护气或工艺气体的场景，以及涉及高温和火花的生产工段，控制系统的设计必须能够防止点火源的出现，同时确保安全相关的关断和保护功能始终可靠运行。现代自动化技术通过本质安全型接口、持续监测与集成式安全技术来满足这一需求。
基于 PC 的控制技术可将各类 I/O 组件整合到同一个系统中，从而能够将集成有安全栅的 EtherCAT 端子模块连接至安全端子模块。 此外，还可集成位于防爆区的安全相关现场设备。得益于开放的系统架构，这些解决方案可以轻松集成到现有的过程装置中。倍福防爆产品已通过 ATEX、IECEx 和 NEC/CEC 等国际认证，支持在全球范围内使用，可为运营商提供满足所有特定应用需求的高性能、一体化的解决方案。
通过全链路自动化解决方案，可以显著优化钢铁生产过程中的能效和生产成本。该方案基于过程装置的数字化联网以及端到端的能源测量，可实现全流程透明化，支撑数据驱动型优化落地。包括峰值负载控制、高能耗工序平移以及电能回馈在内的能源管理可有效降低尖峰电价和电网相关费用。预测性维护和状态监测可确保过程装置的可用性，避免非计划停机，并降低运维成本。凭借基于 PC 的控制技术和 EtherCAT 技术，倍福可为钢铁生产提供集成式自动化解决方案，实现生产效率最大化。
过程数据和状态数据是钢厂挖掘优化空间的核心基础，可支撑过程装置监测、趋势检测，以及潜在故障的提前识别。
通过倍福技术，过程数据通过边缘设备实时采集，完成预处理并给本地报警信息添加标签后，通过 OPC UA/MQTT 等标准接口传输至历史数据库系统或云平台。在该环节中，数学分析与机器学习模型可实现异常检测和磨损指标判定，同时完成设备剩余使用寿命的估算。高质量数据采集、具有参考价值的运行状态数据与规范化原始数据处理是实现可靠预测的核心支撑。倍福的 TwinCAT Analytics、可扩展的边缘控制器等解决方案，可提供集成式数据采集、预处理能力，实现与云端分析的无缝对接。
