Vakiomalli on sovitettavissa vastaamaan kaikkia asetettuja vaatimuksia. Niitä ovat esimerkiksi helppo liitäntä kentän ja ohjausjärjestelmän välillä, mittaussignaalin muuntaminen tai galvaaninen erotus, sovellukset, joilla on suuret vaatimukset turvallisuuden suhteen, kuten toiminnallinen turvallisuus tai sähköinen räjähdyssuojaus.
Topologioiden vertailu
Vakio-I/O-järjestelmä
Signaalien ristikytkennän ja interface-tekniikan säännöt ovat kehittyneet ajan myötä, jotta kenttäsignaalien ja ohjausjärjestelmien välille voidaan muodostaa yhteys. Se sisältää joukon vaatimuksia, kuten esimerkiksi sähköisen räjähdyssuojauksen varmistamisen, signaalien muokkauksen releillä tai erotusvahvistimilla, ylijännitesuojauksen sekä kentän ja valvontatilan välisen helpon yhteyden.
Perinteisessä signaalien ristikytkennässä saapuvat kenttäsignaalit lajitellaan vapaasti valittavassa järjestyksessä signaalien lajin mukaan. Johdotus tapahtuu ristikytkentätasolta liityntätasolle ja sieltä I/O-tasolle. Tässä esiintyy toistuvia ongelmia signaalien ristikytkennän monimutkaisuuden vuoksi teknisen erittelyn, käytön, huollon ja kustannusten suhteen. Perinteisen ristikytkennän muita ominaispiirteitä ovat:
- jäykät järjestelmän rakenteet
- projektien säännölliset viivästykset, jotka johtuvat suuresta suunnittelun sekä huomattavista asennus- ja käyttöönottotöiden tarpeesta
- projektin viivästymisten aiheuttamat kasvaneet kokonaiskustannukset
- joustava reagointi muutoksiin ei ole mahdollista
- mallikohtaisuus
Prosessiteknisen järjestelmän perinteinen rakenne koostuu kentän jakokoteloista sekä ristikytkentä-, interface- ja ohjauskaapeista
Yleiskäyttöinen I/O-järjestelmä
Yleiskäyttöisen I/O-järjestelmän toteuttaminen on yleistynyt jatkuvasti, koska teollisuus siirtyy asiakaskohtaisempiin ja tarpeenmukaisempiin tuotantoprosesseihin. Tähän tarpeeseen vastaa yleiskäyttöinen I/O-järjestelmä. Nämä vaatimukset sisältävät seuraavat elementit:
Käyttämällä yleiskäyttöisiä etäkaappeja vältytään suurten ristikytkentä- ja liityntäkaappien käytöltä. Moduuliasennuskotelon sovittaminen ei ole ainoastaan poistanut kokonaan joitakin komponentteja, vaan myös mahdollistanut kompaktimmat tarvittavat komponentit, jolloin ne mahtuvat pienempään kaappiin. Parempi tilatehokkuus vähentää tarvittavien kaappin määrää, mikä johtaa säästöihin laitteiston, asennuksen ja painon osalta.
Valmiit ja testatut yleiskäyttöiset etäkaapit on helppo asentaa kentälle lähelle prosessia. Sen jälkeen tarvitaan vain kenttäjohdotus ristikytkentäjärjestelmään sekä jännitteensyötön ja tietonsiirtokaapeleiden liitäntä ohjausjärjestelmään. Kaikki tärkeät komponentit ovat näissä kytkentäkoteloissa. Tämä helpottaa huoltoa ja vianetsintää merkittävästi.
Suunnitteluvaiheessa ei tarvitse tehdä eroa yksittäisten I/O-signaalien välillä, sillä yksittäiset I/O-kanavat voidaan sovittaa ohjelmiston kautta tarvittavaan toimintoon. Yleiskäyttöiset I/O-kortit antavat siis mahdollisuuden sovittaa jokaisen kanavan yksilöllisesti.
Yleiskäyttöinen I/O tukee signaalien ristikytkennän suunnittelua ja toteutusta. Tämä mahdollistaa suunnittelun I/O:iden kokonaismäärän perusteella, jossa yksittäisillä toiminnoilla ei aluksi ole merkitystä. I/O:t voidaan sovittaa projektin myöhemmässä vaiheessa ohjelmiston kautta. Tämä vähentää projektin ja koko käyttöiän kustannuksia vakio-I/O-järjestelmään verrattuna.
Älykkyys siirtyy kentälle
Käyttämällä yleiskäyttöisiä etäkaappeja vältytään suurten ristikytkentä- ja liityntäkaappien käytöltä. Kenttäsignaalit kytketään ja käsitellään suoraan kaapeissa. Sitten ne kytketään yleiskäyttöiseen I/O-järjestelmään järjestelmäkaapelilla. Lopullinen kytkentä ohjausjärjestelmään toteutetaan valokuitukaapelilla.
Prosessiautomaatioprojektien vertailu Yleiskäyttöinen I/O verrattuna erityiskäyttöiseen I/O:hon
Yleiskäyttöinen I/O-konsepti yhdistettynä älykkääseen signaalien ristikytkentään tarjoaa huomattavia etuja monimutkaisten prosessiautomaatioprojektien suunnitteluun ja toteutukseen. Tähän asti hyvissä ajoin tarvitut projektitiedot, kuten esimerkiksi yksittäisten kenttäsignaalityyppien lukumäärä, vaaditaan nyt vasta myöhemmässä vaiheessa projektia. Tämä helpottaa suunnittelua ja hankintaa. Lisäksi yksittäisiä projektin vaiheita voidaan työstää rinnakkain suuremman joustavuuden ansiosta. Kaiken kaikkiaan projektien läpivientiaikoja voidaan siten lyhentää merkittävästi, mikä alentaa lisäksi investointien kokonaiskustannuksia.
Yleiskäyttöisen I/O:n avulla voit lyhentää keskimääräistä projektin kestoa noin 18 kuukaudesta 12 kuukauteen.
Käyttöalueet
Yleiskäyttöisen I/O-järjestelmän olemassa olevat ongelmat:
Tarvittavan interface-tekniikan integrointi puuttuu, esimerkiksi:
- Releet signaalien sovittamiseen digitaalilähdöksi konfiguroituihin I/O:ihin
- Interface-moduulit, joiden suojaustapa on "luonnostaan turvallinen"
- Signaalinerottimet maasilmukoiden erottamiseen
- Signaalien väärentymisten estäminen
Hyödynnä VIP I/O-Marshallingilla varustetun yleiskäyttöisen I/O:n koko potentiaali
VIP I/O-Marshalling - sopiva ratkaisu Phoenix Contactilta
- Tarjoaa saman joustavuuden interface- ja kytkentätasolla
- Suunniteltu yleiskäyttöisten I/O-järjestelmien käyttöön
- Koostuu kolmesta moduulista, joilla vastataan interface- ja kytkentätasojen vaatimuksiin:
o Perusosa kiinnitetään DIN-kiskoon, siihen asennetaan kenttäjohdotus, ja se huolehtii I/O-järjestelmään liitännästä pistoliittimien kautta
o Input-Output-Accessory (IOA) täyttää varsinaisen interface-tehtävän
o Järjestelmäkaapeli yhdistää perusosan yleiskäyttöiseen I/O-järjestelmään - Kaikkiin vaatimuksiin sopiva interface