Electronic Marshalling over for standard-signalrangering i procesautomatiseringen

Intelligensen flytter sig ud i periferien

Den signalrangering, som er nødvendig i procesautomatiseringen - altså sortering og sammenfatning af fieldsignaler og deres tilslutning til I/O-systemet – er grundlaget for ethvert moderne, industrielt anlæg. Signalrangeringens hovedmål er levering af pålidelige forbindelser, der forenkler driften og vedligeholdelsen. Denne proces er ofte meget omkostningsintensiv, tidskrævende og kompleks. Slutresultatet omfatter nemlig øgede udgifter ved planlægning og konvertering, manglende fleksibilitet og overvejende store kontrolrum, der er forsynet med flere rangerskabe. Det kræver meget værdifuld plads, hvor plads og vægt ofte er meget begrænset.

Ved hjælp af universelle løsninger til Marshalling- og interfaceniveauet kan en mere fleksibel og optimeret projektplanlægning og -konvertering opnås med universelle I/O-systemer. Projektdeltagere og brugere profiterer ligeligt. Den nødvendige fleksibilitet på Marshalling- og interfaceniveau er dermed givet.

Til produktsiden I/O-signalrangering
Procesanlæg

Sammenligning af topologier

Standard-I/O-system

Disciplinerne for signalrangering og interfaceteknik har udviklet sig med tiden, så forbindelsen imellem fieldsignaler og styringssystemer kan etableres. Den omfatter flere krav som f. eks: Sikring af elektrisk eksplosionsbeskyttelse, signalkonditionering med relæ eller skilleforstærkere, overspændingsbeskyttelse og den enkle forbindelse imellem field og kontrolrum.

I den klassiske signalrangering sorteres de fieldsignaler, der ankommer i vilkårlig rækkefølge, efter deres signaltype. Fra rangerniveauet fortrådes på interface-niveauet og derfra på I/O-niveauet. Herved opstår der tilbagevendende problemer på grund af signalrangeringens kompleksitet vedrørende specifikation, drift, vedligeholdelse og omkostninger. En klassisk rangertilgangs yderligere karakteristikker indeholder:

  • Stive systemstrukturer
  • Regelmæssige projektforsinkelser på grund af store planlægnings- samt væsentlige installations- og idriftsættelsesudgifter
  • Stigende totaludgifter på grund af projektforsinkelser
  • Ingen fleksibel reaktion på ændringer mulig
  • Design-afhængigheder
Topologi: Et procesteknisk anlægs klassiske opbygning

Et procesteknisk anlægs klassiske opbygning består af fieldfordelerbokse samt ranger-, interface- og styreskabe

Universal I/O-system

Implementeringen af et universelt I/O-system er vidt udbredt, da industrien skifter til mere kundespecifikke og behovsorienterede produktionsprocesser. Det universelle I/O-system adresserer dette. Disse krav indeholder følgende elementer:

Procesanlæg i konstruktion
Procesanlæg i konstruktion
Procesanlæg i konstruktion
Procesanlæg i konstruktion
Procesanlæg i konstruktion
Procesanlæg i konstruktion

Uanset hvilke krav der stilles, kan en standardudførelse tilpasses alle krav. Fra den enkle forbindelse imellem field og styringssystem over målesignalomformning eller galvanisk adskillelse helt hen til applikationer med øgede sikkerhedskrav som funktionel sikkerhed eller elektrisk eksplosionsbeskyttelse.

Procesanlæg i konstruktion

Med Universal Remote Cabinets kan store ranger- og interface-skabe spares væk. Tilpasningen af et modulsystem har ikke kun elimineret nogle komponenter komplet, men også ladet de nødvendige komponenter blive mere kompakte, så de passer i et mindre skab. Den forbedrede konstruktionstæthed reducerer antallet af nødvendige skabe, hvilket medfører besparelser ved hardware, installation og vægt.

Procesanlæg i konstruktion

Præfabrikerede og testede Universal Remote Cabinets kan nemt installeres i periferien tæt på processen. Derefter skal fieldfortrådningen blot lægges på rangersystemet, mens spændingsforsyningen og kommunikationsledningerne tilsluttes styringssystemet. Alle vigtige komponenter befinder sig i disse montagekasser. Det forenkler vedligeholdelsen og fejlsøgningen enormt.

Procesanlæg i konstruktion

I planlægningsfasen skal der ikke differentieres imellem enkelte I/O-signaler, da de enkelte I/O-kanaler kan tilpasses pr. software til den nødvendige funktion. Universal I/O-kort gør det altså muligt at tilpasse hver kanal individuelt.

Procesanlæg i konstruktion

Universal I/O understøtter ved planlægning og realisering af signalrangering. Denne muliggør en planlægning baseret på det samlede antal I/O'er, hvor de enkelte funktioner i første omgang ikke spiller nogen rolle. I/O-erne kan tilpasses i det senere projektforløb pr. software. Det reducerer projekt- og livscyklusomkostningerne sammen med standard-I/O-systemet.

Intelligensen flytter sig ud i periferien

Topologi: Universal I/O-systemer med VIP I/O-Marshalling

Med Universal Remote Cabinets kan store ranger- og interface-skabe spares væk. Fieldsignalerne rangeres og bearbejdes direkte i skabene. Tilslutningen til Universal I/O-system udføres via systemkabel. Et glasfiberkabel etablerer den endelige forbindelse til styringssystemet.

Procesautomationsprojekter til sammenligning Universal I/O versus Dedicated I/O

Det universelle I/O-koncept i forbindelse med en intelligent signalrangering giver væsentlige fordele i planlægningen og konverteringen af komplekse procesautomatiseringsprojekter. På den ene side kræves projektinformationer, der hidtil var nødvendige tidligt, nu først på et senere projekttidspunkt, såsom antallet af enkelte fieldsignaltyper. Det gør planlægningen og anskaffelsen nemmere. Derudover kan enkelte projekttrin gennemføres parallelt på grund af tilgangens øgede fleksibilitet. I alt kan projektgennemgangstider dermed forkortes tydeligt, hvilket derudover forringer de samlede investeringsomkostninger.

Tidslinje for procesautomationsprojekter til sammenligning

Ved hjælp af Universal I/O kan den gennemsnitlige projektvarighed reduceres fra ca. 18 måneder til 12 måneder.

Anvendelsesområder

Arbejder på en olieplatform med laptop i hænderne
Olie- og gasanlæg
Oplyst olieraffinaderi om natten
Petrokemiske anlæg helt hen til farmaindustrien
Indblik i papir- og papirmasseindustrien
Papir- og papirmasseindustrien
Arbejder med trådløs enhed foran et kemiindustrianlæg
Flere procesanlæg
Sudhaus i levnedsmiddel- og drikkevareindustrien
Levnedsmiddel- og drikkevareindustrien

Eksisterende problemer i et Universal I/O-system:

Integrationen af den nødvendige interfaceteknik mangler som f. eks.:

  • Relæ til signaltilpasning til de I/O'er, der er konfigureret som digital udgang
  • Interfacemoduler med beskyttelsesmåden egensikkerhed
  • Signaladskiller til separation af jordsløjfer
  • Forhindring af signalforfalskninger
Phoenix Contact-eksperter om emnet VIP I/O-Marshalling

Udnyt Universal I/O's fulde potentiale med VIP I/O-Marshalling

VIP I/O-Marshalling som passende løsning fra Phoenix Contact

  • Giver samme fleksibilitet på interface- og rangerniveauet
  • Er konstrueret til anvendelse af Universal I/O-systemer
  • Består af tre moduler for at leve op til kravene på interface- og rangerniveauet:
    o Basiselementet, der er monteret på standardbæreskinnen, optager fieldfortrådningen og sørger via tilslutningsstik for tilslutningen til I/O-systemet
    o Input-Output-Accessory (IOA) opfylder den egentlige interfacefunktion
    o Et systemkabel forbinder basiselementet med det universelle I/O-system
  • Har den passende grænseflade til alle krav