Electronic Marshalling vs. standardní řazení signálů

Procesní zařízení

Řazení signálů, které je v rámci automatizace procesů nezbytné, tedy třídění a shromažďování polních signálů a jejich připojení k I/O systému, je základem každého moderního průmyslového zařízení. Pomocí univerzálních řešení pro úroveň marshallingu a rozhraní můžete s univerzálními I/O systémy dosáhnout flexibilnějšího a optimalizovanějšího plánování i realizace projektu. Výhody plynou pro účastníky projektu i pro uživatele. Tím je zajištěna potřebná flexibilita na úrovni marshallingu a rozhraní.

Srovnání topologií


Řazení signálů a technologie rozhraní

Hlavním cílem řazení signálů je poskytovat spolehlivá připojení, která usnadňují provoz a údržbu. Tento proces je většinou velmi nákladný, časově náročný a složitý. Konečný výsledek totiž zahrnuje zvýšené náklady při plánování a realizaci, nedostatek flexibility a většinou také velké kontrolní prostory pro několik propojovacích skříní. To zabere spoustu cenného místa, a prostor a hmotnost bývají velmi omezené.
Obory řazení signálů a technologie rozhraní se v průběhu času vyvíjely, aby vytvořily spojení mezi signály pole a řídicími systémy. Zahrnuje celou řadu požadavků, např. zajištění elektrické ochrany proti výbuchu, úpravu signálu pomocí relé nebo oddělovacích zesilovačů, přepěťovou ochranu nebo jednoduché připojení mezi polem a kontrolním prostorem.

Standardní I/O systém

V klasickém řazení signálů se signály z pole přicházející v libovolném pořadí třídí podle svého typu signálu. Propojení probíhá z úrovně propojování do úrovně rozhraní a odtud do úrovně I/O. Při tomto procesu dochází k opakujícím se problémům způsobeným složitým řazením signálů – konkrétně v oblasti jejich specifikace, provozu, údržby a nákladů.

Další vlastnosti klasického přístupu řazení zahrnují:

  • pevné systémové struktury,
  • pravidelná zpoždění projektu kvůli velké náročnosti plánování a vysokým nákladům na instalaci a uvedení do provozu,
  • zvyšování celkových nákladů v důsledku zpožďování projektů,
  • nemožnost flexibilní reakce na změny,
  • závislost na provedení.
Topologie: Klasická struktura procesně technického zařízení

Klasická struktura procesně technického zařízení se skládá z polních rozvodných boxů a řadicích, propojovacích a řídicích skříní

Řazení signálů pomocí univerzálních I/O systémů


Univerzální I/O systém

Implementace univerzálního I/O systému je stále rozšířenější, neboť průmysl směřuje k individualizovaným výrobním procesům, které jsou lépe zaměřené na konkrétní potřeby. K tomu je určen univerzální I/O systém. Tyto požadavky obsahují následující prvky:

Konstrukce procesního zařízení
Konstrukce procesního zařízení
Konstrukce procesního zařízení
Konstrukce procesního zařízení
Konstrukce procesního zařízení
Konstrukce procesního zařízení

Standardní provedení je možné přizpůsobit jakýmkoli požadavkům. Od jednoduchého propojení mezi polem a řídicím systémem přes modifikaci měřicího signálu nebo galvanické oddělení až po aplikace se zvýšenými bezpečnostními požadavky, jako je funkční bezpečnost nebo elektrická ochrana proti výbuchu.

Konstrukce procesního zařízení

Díky univerzální vzdálené skříni ušetříte za velké propojovací skříně a skříně rozhraní. Přizpůsobení modulárního stavebnicového systému nejen kompletně eliminovalo některé komponenty, ale dokonce zmenšilo některé komponenty, takže se vejdou do menší skříně. Vylepšená konstrukční hustota snižuje počet potřebných skříní, což vede k úspoře hardwaru, instalací a nižší hmotnosti.

Konstrukce procesního zařízení

Prefabrikované a testované univerzální vzdálené skříně lze snadno nainstalovat v poli v blízkosti procesu. Poté stačí umístit polní propojení na propojovací systém a připojit k řídicímu systému napájení a komunikační vedení. V těchto rozvaděčích se nacházejí všechny důležité komponenty. To výrazně zjednodušuje údržbu a vyhledávání poruch.

Konstrukce procesního zařízení

Ve fázi plánování není třeba rozlišovat mezi jednotlivými I/O signály, protože lze jednotlivé I/O kanály prostřednictvím softwaru přizpůsobit nezbytným funkcím. Univerzální I/O karty tedy umožňují individuálně přizpůsobit každý kanál.

Konstrukce procesního zařízení

Univerzální I/O pomáhá při plánování a realizaci řazení signálů. Umožňuje plánování na základě celkového počtu I/O, u kterého jednotlivé funkce zpočátku nehrají žádnou roli. I/O lze v pozdější fázi projektu přizpůsobit pomocí softwaru. To na rozdíl od se standardního I/O systému snižuje náklady na projekt a na životní cyklus.

Inteligence se posouvá blíže k poli

Topologie: Univerzální I/O systémy s VIP I/O Marshalling

Díky univerzální vzdálené skříni ušetříte za velké propojovací skříně a skříně rozhraní. Signály pole jsou ve skříních přímo řazeny a zpracovávány. Připojení k univerzálnímu I/O systému se provádí systémovým kabelem. Finální propojení s řídicím systémem zajišťuje optický kabel.

Zkrácení doby trvání projektu Universal I/O versus Dedicated I/O

Koncepce univerzálních I/O v kombinaci s inteligentním řazením signálů nabízí značné výhody při navrhování a realizaci složitých projektů v automatizaci procesů. Informace o projektu, které bylo dosud nutné podat příliš brzy, např. počet jednotlivých druhů signálů pole, jsou nyní vyžadovány až v pozdější fázi projektu. To usnadňuje plánování a pořizování prostředků. Navíc je možné díky vyšší flexibilitě přístupu zpracovávat jednotlivé kroky projektu paralelně. Celkově lze výrazně zkrátit doby běhu projektu, což navíc snižuje celkové investiční náklady.

Časová osa porovnání projektů automatizace procesů

Pomocí univerzálního I/O modulu lze zkrátit průměrnou dobu trvání projektu např. z 18 měsíců až na 12 měsíců.

Oblasti použití

Pracovník na ropné plošině s notebookem v rukou
Ropná a plynová zařízení
Ropná rafinerie osvícená v noci
Od petrochemických zařízení po farmacii
Pohled do papírenského a celulózového průmyslu
Papírenský a celulózový průmysl
Pracovník s rádiovým zařízením před chemickým závodem
Další procesní zařízení
Varna v potravinářském a nápojovém průmyslu
Potravinářský a nápojový průmysl

Problémy související s univerzálním I/O systémem a jejich řešení


Problémy univerzálního I/O systému:

Chybí zahrnutí potřebných technologií rozhraní, např.:

  • relé k přizpůsobení signálů I/O systémů konfigurovaných jako digitální výstup
  • moduly rozhraní s druhem ochrany před výbuchem Jiskrová bezpečnost
  • oddělovače signálu k oddělení zemních smyček
  • znemožnění zkreslení signálu
Odborník drží v ruce flexibilní univerzální I/O systém v provedení VIP I/O marshalling

Flexibilní univerzální I/O systém v provedení VIP I/O marshalling

VIP I/O-Marshalling jako vhodné řešení z nabídky společnosti Phoenix Contact

Využijte naplno potenciál univerzálních I/O systémů s funkcí VIP I/O-Marshalling:
Řešení VIP I/O-Marshalling je navrženo pro použití s univerzálními I/O systémy a poskytuje stejnou flexibilitu na úrovni rozhraní i propojování

Systém VIP I/O-Marshalling sestává ze tří modulů, aby splňoval požadavky kladené na úrovni rozhraní i propojování:

  • Základna upevněná na standardní montážní DIN přebírá funkci propojení v poli a prostřednictvím konektorů zajišťuje připojení k I/O systému
  • Příslušenství vstup/výstup (IOA) plní funkci vlastního rozhraní. Systém VIP I/O-Marshalling poskytuje vhodné rozhraní pro každý požadavek
  • Systémový kabel spojuje základnu s univerzálním I/O systémem