E100分布式I/O系统与经典型分布式I/O系统特性比较白皮书

执行摘要 

本白皮书全面对比分析了重庆宇通 E100 分布式 I/O 系统与经典型分布式 I/O 系统的技术特性、架构设计和应用优势。 E100 系统通过创新性的集成本安设计和分布式前移架构，在危化行业智能化转型中展现出显著优势，特别在减少电 缆布线、降低工程成本和提升系统可靠性方面具有突出表现。

1  产品概述

1.1  重庆宇通 E100 系统

重庆宇通 E100 分布式 I/O 系统是专为危险环境设计的创新型解决方案，采用先进的集成本安技术，支持直接安装在 防爆区域。系统采用西门子 PROFINET 芯片，确保与 S7-1500 控制器的完美兼容，同时支持 MODBUS-TCP 协议， 提供灵活的系统集成能力。

1.2  经典型分布式 I/O 系统 

经典型分布式 I/O 是成熟的分布式 I/O 解决方案，采用传统集中式架构，需要配合安全栅实现本安防护。系统专为 S7- 1500 自动化平台优化，具有高性能和可靠性特点。

2  核心技术对比

2.1  安全设计对比 

表 1：安全特性对比

2.2  通信能力对比

E100 通信优势： 

双协议支持：PROFINET + MODBUS-TCP

光纤主干：20km 传输距离，抗干扰 

千兆速率：1000Mbps 通信带宽 

冗余架构：环网冗余，<50ms 切换

经典型分布式 I/O 通信特点：

PROFINET 专用协议 

电缆传输，距离受限 

需要中继扩展 

支持介质冗余

3  架构创新对比

3 .1  E100 前移分布式架构 

E100 采用革命性前移设计，将控制站直接部署在危险区域： 

就近安装：I/O 站距离现场设备<50 米 

光纤主干：单光纤替代大量电缆 

本地处理：信号采集和执行控制本地化 

模块化扩展：按需配置，灵活扩展 

3.2  经典型分布式 I/O 传统集中架构 

经典型分布式 I/O 保持传统集中模式：

控制柜集中安置在安全区

大量电缆连接现场设备

需要完整桥架地沟系统

扩展需要增加机柜空间

4  工程实施对比

4.1  布线系统节省 

表 2：工程实施数据对比

4.2  成本分析对比

E100 成本优势：

初始投资降低 30-40% 

运营维护成本降低 40% 

土建成本降低 50% 

无隔离器/安全栅/防浪涌仪表，操作站盘柜空间仅需1/8 

经典型分布式 I/O 成本结构： 

传统投资模式

电缆桥架成本高

维护成本相对较高

改造扩展成本大 ，外挂仪表导轨长度为E100的8倍

5  智能化应用对比 

5.1  E100 危化现场智能化 

E100 通过架构创新重塑危化现场智能化：

实时数据采集：本地化处理提升数据质量

智能诊断：在线监测和预警功能

远程维护：减少现场作业风险

数字孪生：为智能化提供数据基础

5.2  传统架构局限性

经典型分布式 I/O 传统架构存在以下限制：

信号衰减影响数据质量

响应延迟制约控制精度

维护需要进入危险区域

系统扩展改造困难

6  性能指标对比

6.1  技术参数对比

表 3：性能参数对比

6.2  可靠性对比

E100 可靠性特征：

MTBF：>10 万小时

可用性：99.99%

维护性：支持热插拔

寿命周期：>20 年

经典型分布式 I/O 可靠性指标：

MTBF：>8 万小时

可用性：99.9% 

维护性：需要停机维护

寿命周期：>15 年

7  选型建议

7.1  推荐选择 E100 的场景

  新建大型项目：特别是绿色 field 项目

  危化行业应用：需要本安防爆的场合

  分布式装置：装置布局分散的项目

  成本敏感项目：关注全生命周期成本

  快速实施需求：要求缩短工期的项目

7.2  考虑经典型分布式 I/O 的场景 

  现有系统扩展：已有西门子架构的项目

  小范围应用：点数较少，分布集中

  特殊认证需求：需要特定国际认证

  传统架构偏好：用户习惯传统模式

8  实施指南

8.1  E100实施策略

前期规划：优化站址布局，最大化覆盖范围

光纤网络：设计冗余环网，确保通信可靠性

电源配置：分布式供电，提高系统可用性

调试测试：分段调试，确保系统稳定性 

8.2过渡方案建议 

对于已有经典型分布式I/O系统的用户：

渐进式改造：分区域逐步替换

混合架构：新旧系统并行运行

培训计划：技术人员技能转型

维护保障：建立完善的支持体系

9  未来展望

9.1  技术发展趋势

E100代表的技术方向：

  全光纤化：全面采用光纤通信

  边缘智能：集成AI分析功能

  云边协同：与云平台深度集成

  标准化：推动行业标准制定

9.2  行业发展建议

加强技术创新：持续提升系统性能

完善标准体系：制定行业技术标准

推广最佳实践：分享成功应用经验

培养专业人才：加强技术队伍建设

结论

重庆宇通E100系统通过架构创新和技术突破，在分布式I/O领域实现了显著进步。相比传统经典型分布式I/O系统，E100在工程实施、运营成本和智能化水平方面都具有明显优势，特别适合危化行业的现代化改造和新建项目。我们建议用户根据具体项目需求，综合考虑技术特性、成本效益和长期发展，选择最适合的解决方案。对于大多数新建和改造项目，特别是高可靠性危化行业项目，E100系统提供了更多更为严谨的技术和经济性选择。

宇通系统软件公司   智能驱动，联接未来。   电话：15923270306 王康 

本白皮书基于实际项目数据和技术参数编制，仅供参考。

>  E100 产品中心主页