持续低迷的大宗商品价格带来的压力，正迫使矿业公司寻求优化生产、降低成本的解决方案。传统矿业公司正加速转向智能自动化解决方案，以保持自己的市场竞争力。
沿着整个价值创造链，从矿产资源勘探和开采到基础设施和深步加工，再到最终交付给客户，所有流程以及步骤都必须协调一致，以确保经济上可行的操作。远程智能系统的应用为井下自动化作业铺平了道路，并提升了安全性和效率。
倍福可为采矿业带来哪些优势？
- 井下运输、瓦斯监测与报警系统的可靠控制
- 防护等级高达 IP67、坚固耐用的硬件，适用于存在粉尘和气体的环境
- 开放式自动化平台，配备丰富的现场设备接口
- 用于实现预防性维护的集成式测量技术与状态监测
- 支持防爆和非防爆信号的统一平台，集成诊断功能及云连接
倍福针对采矿业的技术亮点
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。针对采矿业，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 的控制技术在采矿业中的应用：
- 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得到广泛应用
原料开采场景的理想之选：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矿山的通信需求，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 在采矿业中的技术优势：
- 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：针对采矿业的控制平台
倍福通过 TwinCAT 自动化软件为采矿作业中的各类控制任务提供一个中央平台。在 PLC 中开发传统的过程控制时，既可以使用基于文本的编程语言，也可以使用图形化编程语言。在执行控制任务的同时，还通过模块化软件功能实现可视化、通信及生产数据评估。
TwinCAT 针对采矿业的亮点：
- 控制器集成工业 4.0 及物联网应用
- 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
- 支持 NAMUR、HART 和 FDT/DTM 等常用协议
倍福针对采矿业的产品亮点
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
将 Ethernet-APL 现场设备连接至模块化 I/O 系统
当前，数字化转型浪潮正以席卷之势重塑采矿业，尤其是在过程装置诊断和监测领域。一般来说，过程装置的应用范围非常广泛，并具有一些特殊要求，而专门开发的 Ethernet-APL 协议可以通过长达 1000 米的电缆进行通信，传输速率最高可达 10 Mbit/s，可以很好地满足这些要求。
倍福将 Ethernet-APL 技术集成到端子模块产品系列中。ELX6233 结构紧凑，可与其它 EtherCAT 端子模块一起安装在控制柜中。每个 ELX6233 端子模块可连接 2 台 Ethernet-APL 现场设备。与所有 ELX 系列 EtherCAT 端子模块一样，ELX6233 可以直接连接防爆区 0 区的本质安全型现场设备。
实现低至从传感器，高至云端的集成通信
联网控制系统在采矿业中至关重要，可保障分布式过程装置组件之间实现无缝通信。基于 PC 的控制技术还凭借其开放性成为工业 4.0 和物联网方案提供了理想基础：软硬件层面的灵活接口可实现横向与纵向集成，例如对接更高层级的控制系统。
TwinCAT IoT 软件库可确保过程装置控制系统与云服务之间的安全通信。它支持 OPC UA 及 MQTT 等标准化协议，用于与如 Microsoft Azure™ 和 Amazon Web Services 等常用的公有云系统以及公司内网的私有云系统通信。
用于采矿作业的紧凑型控制器
性能强大的工业 PC 构成中央控制站的基础，用于控制和监控整个作业过程。CX 系列嵌入式控制器已通过 ATEX、IECEx 和 NEC/CEC 认证，可以在防爆区 2 区中使用，设备部件的控制系统可以安装在控制柜中本地运行，为实现更高效的过程自动化开辟潜力，特别是在模块化方面。通过集成接口，控制器不仅节省了空间和成本，而且无需使用总线耦合器即可直接连接 I/O 端子模块。
根据要求，用于分散控制的嵌入式控制器可与功能更强大的嵌入式控制器、工业 PC 和现有的控制系统相结合，实现集中控制。
适用于采矿业的可扩展嵌入式控制器：
- 从小规模控制到高性能多核解决方案
- 通过接口模块灵活扩展
- 具备高抗振动和抗冲击能力的坚固型设备
- -25...+60 °C 的宽温范围
- 通过 ATEX、IECEx 和 NEC/CEC 认证
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 可减少工程工作量：TwinCAT FDT 容器能够将现场设备的 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。
采矿常见问题解答
自动化技术在采矿作业中通过监控关键流程、减少危险的人工干预需求，并在极端环境条件下实现精准控制，在最小化风险方面发挥着至关重要的作用。通过持续数据采集和智能控制系统，可以及早发现潜在隐患并自动触发保护措施。
凭借基于 PC 的控制技术，倍福提供了一种统一的开放式自动化架构，将控制、测量技术、可视化、安全功能以及云连接功能集成在同一个平台上。高性能控制器、丰富的 I/O 模块产品系列（包括坚固耐用的 IP67 级端子盒）以及 EtherCAT 的扩展距离功能，以及模块化的 TwinCAT 软件库，可在矿山的严苛环境中实现分布式数据采集、远程维护和高效的状态监测，从而为预测性维护和便捷的改造升级提供有力支撑。
在防爆区 ，例如采矿中常见的环境，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。现代自动化解决方案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。
倍福的模块化 TwinSAFE 组件可为具有功能安全要求的应用构建多种拓扑结构，从而能够实现分布式拓扑结构，且安全相关的控制功可能直接在现场层执行。 由于某些 TwinSAFE 产品已获得相关认证，安全功能甚至可在防爆区中执行。
过程数据和状态数据是挖掘矿山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。 例如，输送机轴承处的振动信号呈上升趋势时，可提前预警轴承损伤或转子失衡故障，便于在故障发生前采取针对性的整改措施。现代自动化系统可持续采集并关联分析各类信号，并在必要时触发报警、自动控制参数调整或计划性维护任务，以此避免非计划停机。
倍福依托基于 PC 的控制技术和统一的 EtherCAT I/O 系统，可实现常规区域和防爆区域传感器的无缝集成。通过 TwinCAT Analytics 与 TwinCAT IoT 组件，系统可对采集到的过程数据进行实时分析，并通过 OPC UA、HART 或 NOA 等开放式接口传输至本地或基于云的系统。在这些系统中，数据得以可视化，并用于预测性维护、报警管理和工艺优化等场景。
将 IT 与 IoT 技术整合到现有矿山中，可实现数据的集中采集、过程控制的网络化，以及与基于云的分析和优化工具的集成。通过开放式接口和标准化通信协议，可在不更换整个过程装置的前提下，实现现有传感器与控制系统的集成。
倍福以基于 PC 的控制技术为核心平台，实现 IT 与 OT 系统的融合。借助 TwinCAT IoT 和 TwinCAT Analytics，数据可通过 OPC UA 或 MQTT 等标准协议传输至 Microsoft Azure、AWS 或私有云，并在其中进行处理并用于数字化服务。模块化的 EtherCAT 架构便于改造升级，而坚固耐用的 IP67 级端子盒和扩展距离传输技术则确保即便在分布范围广、工况严苛的矿山环境中，也能保障从现场层到中央控制室的全程可靠联网通信。
