No importa cuáles sean los requisitos, un diseño estándar puede adaptarse a todas las necesidades. Desde la simple conexión entre el campo y el sistema de control, pasando por la conversión de la señal de medición o la separación galvánica, hasta aplicaciones con mayores requisitos de seguridad, como la seguridad funcional o la protección contra explosiones eléctricas.
Comparación del Electronic Marshalling con la maniobra de señales estándar
La maniobra de señales necesaria en el marco de la automatización de procesos, es decir, la clasificación y combinación de las señales de campo y su conexión al sistema de E/S, es la base de toda instalación industrial moderna. Con la ayuda de soluciones universales para el nivel de marshalling y el nivel Interface se puede lograr una planificación y ejecución de proyectos más flexible y optimizada con sistemas de E/S universales. Los participantes en el proyecto y los usuarios se benefician por igual. Esto proporciona la flexibilidad necesaria a nivel de marshalling e Interface.
Comparación de topologías
Maniobra de señales y tecnología Interface
El objetivo principal de la maniobra de señales es proporcionar conexiones fiables que simplifiquen el funcionamiento y el mantenimiento. Este proceso suele ser muy costoso, largo y complejo. El resultado final, de hecho, incluye un mayor esfuerzo de planificación y ejecución, falta de flexibilidad y salas de control predominantemente grandes y equipadas con múltiples armarios de maniobra. Esto ocupa un espacio muy valioso, y el espacio y el peso suelen ser muy limitados.
Las disciplinas de maniobra de señales y tecnología Interface han evolucionado con el tiempo para proporcionar la conexión entre las señales de campo y los sistemas de control. Cubre un amplio abanico de requisitos, como garantizar la protección contra explosiones eléctricas, el acondicionamiento de señales con relés o acondicionadores de señal, la protección contra sobretensiones y la conexión sencilla entre el campo y la sala de control.
Sistema de E/S estándar
En la maniobra de señales clásica se clasifican las señales de campo entrantes según su tipo de señal en la secuencia deseada. Desde el nivel de marshalling, el cableado se hace hasta el nivel de Interface y de ahí al nivel de E/S. Aquí surgen problemas recurrentes debido a la complejidad de la maniobra de señales en términos de especificación, funcionamiento, mantenimiento y costes.
Otras características de un enfoque de maniobra clásico son:
- Estructuras de sistemas rígidas
- Retrasos regulares en los proyectos debido a la gran necesidad de planificación y a los considerables esfuerzos de instalación y puesta en servicio
- Aumento de los costes totales debido a los retrasos de los proyectos
- No es posible una reacción flexible a los cambios
- Dependencias del diseño
La estructura clásica de una instalación de procesos consta de cajas de distribución de campo, así como de armarios de maniobra, Interface y control
Maniobra de señales con sistemas de E/S universales
Sistema de E/S universal
La implantación de un sistema de E/S universal es cada vez más habitual a medida que la industria avanza hacia procesos de producción más personalizados y orientados a la demanda. El sistema universal de E/S se ocupa de ello. Estos requisitos incluyen los siguientes elementos:
Con los armarios remotos universales (Universal Remote Cabinets) se evita la necesidad de armarios Interface y de maniobra grandes. La adaptación de un diseño modular no solo ha eliminado algunos componentes por completo, sino que también ha hecho que los componentes necesarios sean más compactos para que quepan en un armario más pequeño. La mayor densidad de construcción reduce el número de armarios necesarios, lo que supone un ahorro en hardware, instalación y peso.
Los armarios remotos universales (Universal Remote Cabinets) prefabricados y probados son fáciles de instalar sobre el terreno, cerca del proceso. Después, solo hay que conectar el cableado de campo al sistema de maniobras, la fuente de alimentación y las líneas de comunicación con el sistema de control. Todos los componentes importantes se encuentran en estas cajas de control. Esto simplifica enormemente el mantenimiento y la localización de fallos.
En la fase de planificación no es necesario diferenciar las señales de E/S individuales, ya que los canales de E/S individuales pueden adaptarse a la función necesaria a través del software. Las tarjetas de E/S universales abren la posibilidad de personalizar cada canal individualmente.
Las E/S universales ayudan a planificar e implementar la maniobra de señales. Esto permite una planificación basada en el número total de E/S, en la que las funciones individuales no desempeñan inicialmente ningún papel. Las E/S pueden adaptarse mediante software más adelante en el proyecto. Esto reduce los costes del proyecto y del ciclo de vida en comparación con el sistema de E/S estándar.
La inteligencia se traslada al campo
Con los armarios remotos universales (Universal Remote Cabinets) se evita la necesidad de armarios Interface y de maniobra grandes. Las señales de campo se maniobran y procesan directamente en los armarios. La conexión al sistema de E/S universal se realiza con un cable de sistema. El cable de fibra de vidrio crea la conexión final con el sistema de control.
Disminución de la duración del proyecto E/S universales frente a E/S dedicadas
El concepto de E/S universal en combinación con la maniobra inteligente de señales ofrece importantes ventajas en la planificación y ejecución de proyectos complejos de automatización de procesos. Por un lado, la información del proyecto que antes era necesaria en una fase temprana ahora solo se requiere en una fase posterior del proyecto, como el número de tipos de señales de campo individuales. Esto facilita la planificación y la adquisición. Además, los pasos individuales del proyecto pueden procesarse en paralelo gracias a la mayor flexibilidad del enfoque. En general, los plazos de los proyectos pueden acortarse considerablemente, lo que también reduce los costes totales de la inversión.
Con ayuda de las E/S universales se puede reducir la duración media del proyecto de aprox. 18 meses a hasta 12 meses.
Problemas de un sistema de E/S universal y soluciones
Problemas existentes de un sistema de E/S universales:
Falta la inclusión de la tecnología Interface necesaria, por ejemplo:
- Relé para la adaptación de señal a las E/S configuradas como salida digital
- Bloques Interface con tipo de protección de seguridad intrínseca
- Aislador de señales para la separación de bucles de tierra
- Supresión de distorsiones de señales
El sistema de E/S universal flexible Marshalling E/S VIP
Marshalling E/S VIP como solución adecuada de Phoenix Contact
Aproveche con Marshalling E/S VIP todo el potencial de las E/S universales:
El Marshalling E/S VIP está diseñado para su uso con sistemas de E/S universales y ofrece la misma flexibilidad a nivel de interfaz y de marshalling
El Marshalling E/S VIP consta de tres bloques para cumplir los requisitos en el nivel Interface y de marshalling:
- El elemento de base montado en el carril DIN estándar aloja el cableado de campo y proporciona la conexión al sistema de E/S mediante conectores
- El accesorio de entrada-salida (IOA) cumple la función Interface propiamente dicha. El Marshalling E/S VIP ofrece la Interface adecuada para cada requisito
- Un cable de sistema conecta el elemento de base con el sistema de E/S universal