Die im Rahmen der Prozessautomatisierung erforderliche Signalrangierung, also das Sortieren und Zusammenfassen von Feldsignalen und deren Anbindung an das I/O-System, ist die Grundlage für jede moderne, industrielle Anlage. Mithilfe von universellen Lösungen für Marshalling- und Interface-Ebene kann mit Universal I/O-Systemen eine flexiblere und optimierte Projektplanung und -umsetzung erreicht werden. Projektbeteiligte und Anwender profitieren gleichermaßen. Die notwendige Flexibilität auf der Marshalling- und Interface-Ebene ist dadurch gegeben.
Das Hauptziel der Signalrangierung ist die Bereitstellung zuverlässiger Verbindungen, die den Betrieb und die Wartung vereinfachen. Dieser Prozess ist meist sehr kostenintensiv, zeitintensiv und komplex. Das Endergebnis umfasst nämlich erhöhte Aufwände bei Planung und Umsetzung, mangelnde Flexibilität und überwiegend große Kontrollräume, die mit mehreren Rangierschränken ausgestattet sind. Das beansprucht viel wertvollen Platz, wobei Platz und Gewicht meist sehr begrenzt sind.
Die Disziplinen der Signalrangierung und Interface-Technik haben sich im Lauf der Zeit entwickelt, um die Verbindung zwischen Feldsignalen und Steuerungssystemen herzustellen. Sie umfasst eine Vielzahl an Anforderungen wie z. B.: Sicherstellen des elektrischen Explosionsschutzes, die Signalkonditionierung mit Relais oder Trennverstärkern, Überspannungsschutz und die einfache Verbindung zwischen Feld und Kontrollraum.
In der klassischen Signalrangierung werden die in beliebiger Reihenfolge ankommenden Feldsignale nach ihrer Signalart sortiert. Von der Rangierebene wird auf die Interface-Ebene verdrahtet und von dort aus auf die I/O-Ebene. Hierbei treten wiederkehrende Probleme aufgrund der Komplexität der Signalrangierung in Bezug auf die Spezifikation, Betrieb, Wartung und Kosten auf.
Weitere Charakteristiken eines klassischen Rangieransatzes beinhalten:
Der klassische Aufbau einer prozesstechnischen Anlage besteht aus Feldverteilerboxen sowie Rangier-, Interface- und Steuerungsschränken
Die Implementierung eines Universal I/O-Systems ist zunehmend verbreitetet, da die Industrie zu mehr kundenspezifischen und bedarfsorientierten Produktionsprozessen übergeht. Das Universal I/O-System adressiert diese. Diese Anforderungen beinhalten die folgenden Elemente:
Egal, welche Anforderungen gestellt werden, eine Standardausführung lässt sich an alle Anforderungen anpassen. Von der einfachen Verbindung zwischen Feld und Leitsystem, über Messsignalumformung oder der galvanischen Trennung, bis hin zu Anwendungen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen, wie funktionaler Sicherheit oder dem elektrischen Explosionsschutz.
Mit Universal Remote Cabinets lassen sich große Rangier- und Interface-Schränke einsparen. Die Anpassung eines Modulbaukastens hat nicht nur einige Komponenten komplett eliminiert, sondern auch die notwendigen Komponenten kompakter werden lassen, sodass sie in einen kleineren Schrank passen. Die verbesserte Baudichte reduziert die Anzahl der benötigten Schränke, was zu Einsparungen bei Hardware, Installation und Gewicht führt.
Vorgefertigte und geprüfte Universal Remote Cabinets lassen sich einfach im Feld installieren, nah am Prozess. Danach muss lediglich die Feldverdrahtung auf das Rangiersystem aufgelegt, die Spannungsversorgung und die Kommunikationsleitungen zum Leitsystem angeschlossen werden. Alle wichtigen Komponenten befinden sich in diesen Schaltkästen. Das vereinfacht die Wartung und Fehlersuche enorm.
In der Planungsphase muss nicht zwischen einzelnen I/O-Signalen differenziert werden, da sich die einzelnen I/O-Kanäle per Software an die notwendige Funktion adaptieren lassen. Universal I/O-Karten eröffnen also die Option, jeden Kanal individuell anzupassen.
Universal I/O unterstützt bei der Planung und Realisierung der Signalrangierung. Diese erlaubt eine Planung auf Basis der Gesamtzahl der I/Os, bei der einzelne Funktionen zunächst keine Rolle spielen. Die I/Os lassen sich im späteren Projektverlauf per Software adaptieren. Das reduziert die Projekt- und Lebenszykluskosten im Vergleich zum Standard-I/O-System.
Mit Universal Remote Cabinets lassen sich große Rangier- und Interface-Schränke einsparen. Die Feldsignale werden in den Cabinets direkt rangiert und verarbeitet. Die Anbindung an das Universal I/O-System erfolgt dann per Systemkabel. Ein Glasfaserkabel stellt die finale Verbindung zum Leitsystem her.
Das Universal I/O-Konzept in Verbindung mit einer intelligenten Signalrangierung bietet deutliche Vorteile in der Planung und Umsetzung von komplexen Prozessautomatisierungsprojekten. Zum einen sind bisher frühzeitig notwendige Projektinformationen nun erst zu einem späteren Projektzeitpunkt erforderlich, wie die Anzahl einzelner Feldsignalarten. Dies erleichtert die Planung und Beschaffung. Darüber hinaus können einzelne Projektschritte aufgrund der erhöhten Flexibilität des Ansatzes parallel abgearbeitet werden. Insgesamt lassen sich Projektdurchlaufzeiten so deutlich verkürzen, was zudem die Gesamtinvestitionskosten verringert.
Mithilfe von Universal I/O lässt sich die durchschnittliche Projektdauer von ca. 18 Monaten auf bis zu zwölf Monate reduzieren
Der Einbezug der benötigten Interface-Technik fehlt, wie z. B.:
Das flexible Universal I/O-System VIP I/O-Marshalling
Schöpfen Sie mit VIP I/O-Marshalling das volle Potenzial von Universal I/O aus:
VIP I/O-Marshalling ist für den Einsatz von Universal I/O-Systemen ausgelegt und bietet auf der Interface- und Rangierebene die gleiche Flexibilität
VIP I/O-Marshalling besteht aus drei Bausteinen, um den Anforderungen auf der Interface- und Rangierebene gerecht zu werden:
