自 2008 年起，佩魯賈就有現代版的舊金山纜車在歷史悠久的老城區、火車站和城郊之間的七個站點往返穿梭，每年運送約 300 萬名乘客
如果想要乘坐纜車，不一定要去舊金山。意大利佩魯賈于 2008 年投入運營了一款現代化的纜車式交通工具：Minimetro（無人駕駛迷你小火車），為了確保它能夠繼續可靠地往返于歷史悠久的老城區，運送當地居民及游客，當地政府決定對每個站點輔助設施的整個控制系統進行現代化改造。系統集成商 Umbra Control 采用倍福基于 PC 的控制技術完成了此項要求極高的技術升級。
公共交通項目的工期要求通常都很緊，Minimetro 樓宇自動化控制系統的全面現代化改造的工期要求尤為緊迫。此次改造項目于 2021 年 3 月開工，計劃于 2021 年 12 月竣工。初聽起來時間好像很充裕，但實踐證明，在給定的框架條件下，項目具有相當大的挑戰性。“畢竟，在項目施工期間，我們不能讓通往佩魯賈老城的鐵路交通癱瘓數周或數月，甚至一天都不行。”系統集成商 Umbra Control 公司的研發經理 Giorgio Passeri 在指出項目遇到的難題時說道。“Minimetro 是當地公共交通系統中通往佩魯賈老城最重要的交通線路。”Minimetro SPA 運營公司內負責該項目的工程師 Monia Mariani 明確指出了此次改造項目的重要性。
大約 1500 個輸入和輸出信號通過大約 20 個倍福控制器和額外的遠程 I/O 安全地傳輸給控制中心，在控制中心使用 Visiosuite Scada 軟件對這些信號進行監測和控制
Minimetro 線路總長 3.5 公里，25 輛無人駕駛小火車穿梭在七個車站之間，每年可運送約 300 萬名游客和佩魯賈居民。在 2007/2008 年 Minimetro 施工期間，佩魯賈纜車也被整合到這條線路上，通勤者們都很喜歡搭乘纜車，從城西的免費停車場坐到主火車站。纜車自 2008 年運營以來，迄今已售出約 3600 萬張票。
鑒于纜車的重要戰略意義，Umbra Control 必須確保它具備持續運營能力。“我們必須考慮到，無論是用舊的系統還是用新的系統，控制中心的技術人員必須能夠隨時并行監控和操作所有設施。”Giorgio Passeri 闡述道。因此，他和他的團隊從一開始就將升級改造規劃設計為逐步遷移的特殊維保項目。此外，系統的所有工作都在鐵路非運營時間進行，即主要在夜間。
Umbra Control 公司的 Giorgio Passeri、倍福意大利分公司的 Mirko Vincenti、Minimetro 公司的 Monia Mariani 和 Umbra Control 公司總裁 Gianluca Ragni（從左至右）
Umbra Control 為 Minimetro 設計并實施了安保和視頻監控系統，以及整個站點的溫度監測及火災探測系統，并特別關注隧道和技術室。整個系統的監控工作由 Umbra Control 開發的 Visiosuite Scada 軟件完成。
系統集成商通過基于 PC 的控制技術完善交鑰匙工程
Umbra Control 公司于 1975 年在佩魯賈成立，業務主要集中在安全系統領域。多年來，公司穩步發展，扎實推進，成為一家活躍在整個意大利的知名安裝商和系統集成商。Umbra Control 可為私人住宅、公共建筑、工業建筑和文化設施實施復雜的樓宇自動化項目，通常承接的都是交鑰匙工程：從自動化方案的構思到實施的全過程（項目立項、開發、調整、配置、技術培訓、維護），以及所有所需的技術更新，直到生命周期結束。倍福長期以來一直是 Umbra Control 非常重要的技術合作伙伴。“倍福為我們提供了具有良好開放性的系統，因而讓我們總是能夠根據客戶需求進行修改和擴展，或者分享我們自己的專有技術。”Giorgio Passeri 解釋道，“而且，倍福也一直是值得我們信賴的合作伙伴，他們提供的優質服務總是讓我們很放心。”
淘汰 BACnet，引入 EtherCAT —— 改變就在一夜之間
確切地說，Umbra Control 公司使用倍福技術取代了從 2008 年以來一直在使用的 BACnet 自動化系統。“這項技術已經過時，不再具有可維護性，也不再能夠滿足當前需求。” Monia Mariani 指出道。
因此，他們對所有七個車站的控制和監測系統進行了全面升級改造。同時，運營商采用倍福技術從控制中心監測和控制整棟建筑及其它基礎設施，包括照明（單個燈具以及照明場景）、開關、UPS、電梯、自動扶梯、通風系統、門、閘門、溫度、風和煙霧傳感器、電視屏幕、CCTV（視頻智能分析）。車站內共配備了 850 個數字量和模擬量輸入點和 570 個輸出點，這些點位都由控制中心控制。車站內的 16 個 CX8190 控制器和一個用作主站的 CX2062 充當數據采集器，通常可以借助 BK1100 耦合器通過遠程 I/O 進行擴展。主要使用的端子模塊包括：EL1809 （16 DI）和 EL2809（16 DA 24 V DC，0.5 A）EtherCAT 端子模塊。此外，還有用于溫度傳感器（Pt1000 和 NTC）的帶 8 個模擬量輸入（16 位）的 EL3208-0010 模擬量端子模塊和用于處理 Minimetro 線路上模擬量信號的雙通道 EL3012 端子模塊（0...20 mA，12 位，差動），例如風速計和濁度計。各個車站內使用的組件和裝置主要通過現有的繼電器和無電位觸點（門、照明）連接到 I/O 上。“Minimetro 繼續使用最初安裝的基礎架構。”倍福意大利分公司基礎設施和樓宇自動化行業經理 Mirko Vincenti 補充說道。
控制級通信通過 EtherCAT 實現，與控制中心的通信則通過自動化設備規范（ADS）協議完成。安全解決方案被劃分為 180 多個入侵檢測區。
對倍福技術和支持信心滿滿
對于 Minimetro 的運營商來說，這次升級改造項目帶來的最大改善是：擁有一個采用最新技術的可靠的自動化系統，并且可以隨時擴展 I/O 層。“倍福技術確保了我們硬件的長期可用性，這對于當地的公共交通來說是非常重要的一點。”Monia Mariani 指出。倍福基于 PC 的開放式控制技術讓客戶可以選擇在未來進行擴展（傳感器，支持標準協議的子系統），也可以選擇其它帶 ADS、OPC UA 等接口（如 Modbus-TCP）的 Scada 軟件。
來自 Umbra Control 公司的 Giorgio Passeri 自 2014 年起就一直使用倍福技術實施各種項目，他強調道：“最重要的是，倍福意大利分公司總能提供及時幫助，不僅有經驗豐富的銷售工程師可以提供各種售前服務，還有技術過硬的專家團隊為我們提供有力的技術支撐，讓我們更有信心做好每一個系統集成項目。”此外，無論多么特別的信號，幾乎所有應用所需的信號都可以通過倍福技術集成。“I/O 層的靈活性和倍福的 Runtime 環境讓我們的 Visiosuite Scada 軟件更加完善。”Passeri 說道。
遷移過程中運營未出現任何中斷
Mirko Vincenti 的支持在項目初始階段也起到了非常重要的作用。“聯合規劃設計各個遷移步驟是個不小的挑戰，因為最終重點是在不中斷運營的情況下更換硬件和軟件。”Mirko Vincenti 說道。只有在徹底分析清楚每一個可能的故障點后才能做到這一點。最終，項目實施期間沒有出現過一分鐘的停機，甚至沒有出現任何故障。“同樣重要的還有安全運營。”Giorgio Passeri 在提到 Umbra Control 公司發展歷程時補充道。“我們公司 40 年前以安裝防盜報警系統起家。”當時，Umbra Control 只關注物理安全，但其實網絡安全早已成為公司的核心競爭力之一。
倍福通過基于 PC 的控制技術讓系統集成商能夠為每個項目實施正確的方案，即用正確的算法進行信息加密和數據保護。為了給 Minimetro 提供全方位的保護，系統集成商必須確保所有軟件層的安全：從現場，控制器、網絡，到 Scada 軟件的服務器端應用，尤其是客戶端前端。Mirko Vicenti 評論道：“倍福基于 PC 的控制技術為提供了實現安全通信所需的一切。”Giorgio Passeri 證實道：“相應地，安全措施的實施也很簡單，這也要感謝倍福意大利分公司的大力支持。”Minimetro 是一個封閉系統，沒有連接互聯網的接入點，因此真正的威脅只能是來自內部攻擊，如 MiTM（中間人攻擊）或網絡嗅探。盡管如此，所有所需的 OPC UA 加密通信與證書更換和 Secure ADS 加密協議都得到了實施。
現在回過頭看，此項目最具挑戰性的部分在于，通過在本地使用 EtherCAT 接口開發分布式架構，以及在控制器本身和控制室之間建立 OPC UA 通信。“我們還將在接下來的項目中使用倍福系統，進一步提升我們架構的安全性和已實施系統的可靠性。我們期待著我們的專業技術與倍福技術相結合后碰撞出的火花。”Giorgio Passeri 總結道。
關于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動化新技術的德資企業，創立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動化技術的驅動者，倍福定義了自動化領域的許多標準，是國際標準的制定者和推動者。公司所生產的工業 PC、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT 自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。經過 40 年的發展和努力，倍福已在世界各地設立 30 多家分支機構，加上全球的合作伙伴，業務遍及 70 多個國家和地區。
倍福于 1997 年進入中國市場，中國區總部落戶于上海市北高新產業園區，現有員工 300 人，辦事處遍及國內 30 座大中城市。創新產品和解決方案廣泛應用于風力發電、半導體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機械、印刷機械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機械、物流輸送以及樓宇自動化等眾多領域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實時工業以太網于 2014 年成為中國國家推薦性標準，并已入編工信部的《國家智能制造標準體系建設指南》。作為一家技術驅動型公司，倍福一直注重在技術上尋求突破創新，在業內享有“創新引擎”的美譽。倍福基于 PC 的控制技術具有良好的開放性，它支持所有主流的工業通信協議，將 IT 技術、互聯網和自動化技術完美融合在一起，為實現工業 4.0 和智能制造奠定了堅實的技術基礎。
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