Az elektronikus marshalling és a standard jelrendezés összehasonlítása a folyamatautomatizálásban

Az intelligencia áthelyeződik a terepre

A folyamatautomatizálásban szükséges jelrendezés – valamint a terepi jelek szétválogatása és összefogása, illetve ezek I/O rendszerre csatlakoztatása – minden korszerű ipari létesítmény alapja. A jelrendezés fő célja olyan megbízható összeköttetések rendelkezésre bocsátása, amelyek egyszerűsítik az üzemeltetést és a karbantartást. Ez a folyamat a legtöbbször bonyolult, valamint sok pénzbe és időbe kerül. A végeredmény ugyanis nagyobb ráfordítást igényel a tervezésnél és a megvalósításnál, illetve hiányos rugalmasságot és túlnyomórészt nagy vezérlőtermeket igényel, több rendezőszekrénnyel felszerelve. Ehhez sok értékes helyre van szükség, miközben a hely és a súly a legtöbb esetben erősen korlátozott.

A marshalling- és az interfész-szint Universal I/O rendszerekkel megvalósított univerzális megoldásaival rugalmasabb és optimálisabb projekttervezést és -megvalósítást lehet elérni. A projekt résztvevői és alkalmazói egyaránt profitálnak ebből. Ezáltal megvalósul a marshalling- és interfész-szint szükséges rugalmassága.

A I/O jelrendezés termékeinek oldalára
Feldolgozóipari létesítmény

Topológiák összehasonlítása

Standard I/O rendszer

A jelrendezés és az interfésztechnika szakágai az idők során úgy fejlődtek, hogy kapcsolatot hozzanak létre a terepi jelek és az irányító rendszerek között. Ehhez számos követelménynek kell megfelelni, mint pl.: az elektromos robbanásvédelem garantálása, jelkondicionálás relékkel vagy leválasztó erősítőkkel, túlfeszültség-védelem és egyszerű összeköttetés a terep és a vezérlőhelyiség között.

A hagyományos jelrendezésben a tetszőleges sorrendben beérkező terepi jeleket fajtájuk szerint osztályozzák. A rendezőszintről az interfész szintjére történik a kábelezés, majd onnan az I/O-szintre. Ennek során újra és újra problémák léphetnek fel a jelrendezés bonyolultsága miatt a specifikáció, az üzemeltetés, a karbantartás és a költségek terén. A hagyományos rendezés további jellemzői:

  • merev rendszerstruktúrák,
  • a projektek rendszeres késleltetése a nagy tervezési, valamint a jelentős installációs és üzembe helyezési ráfordítások következtében,
  • emelkedő összköltségek a projektkéslekedések miatt,
  • a változásokra nem lehet rugalmasan reagálni,
  • tervezési függőségek.
Topológia: egy folyamattechnikai létesítmény hagyományos felépítése

A folyamattechnikai létesítmény hagyományos felépítése terepi elosztódobozokból, valamint rendező-, interfész- és vezérlőszekrényekből áll

Universal I/O rendszer

A Universal I/O rendszer alkalmazása egyre inkább terjed, mivel az ipar egyre inkább ügyfélspecikus és igény szerinti termelési folyamatokká alakul át. A Universal I/O rendszer éppen ezeket célozza meg. Ezek a követelmények a következő elemeket tartalmazzák:

Feldolgozóipari rendszer építés alatt
Feldolgozóipari rendszer építés alatt
Feldolgozóipari rendszer építés alatt
Feldolgozóipari rendszer építés alatt
Feldolgozóipari rendszer építés alatt
Feldolgozóipari rendszer építés alatt

Mindegy, hogy milyen követelményeket kell teljesíteni, hiszen egy standard kialakítás minden követelményhez illeszthető. A terep és az irányító rendszer egyszerű összekötésétől a mért jel átalakításán vagy a galvanikus leválasztáson át a nagy biztonsági követelményeket támasztó alkalmazásokig, mint pl. a funkcionális biztonság vagy az elektromos robbanásvédelem.

Feldolgozóipari rendszer építés alatt

Az univerzális távvezérlő szekrényekkel megtakaríthatók a rendező- és interfészszekrények. A modul-építőszekrény illesztése nem csak néhány részegységet tesz teljesen szükségtelenné, hanem a szükséges részegységek is kisebb méretűvé válnak, és kisebb szekrényben is elférnek. A javított beépítési sűrűség csökkenti a szükséges szekrények számát, ami megtakarítást jelent a hardver, az installáció és a súly tekintetében is.

Feldolgozóipari rendszer építés alatt

Az előregyártott és ellenőrzött Universal Remote Cabinet szekrények egyszerűen a terepen, a folyamat közelében telepíthetők. Ezután csupán a terepi vezetékezést kell a rendező rendszerbe bekötni, majd csatlakoztatni kell az irányító rendszer kommunikációs vezetékeit és a tápellátást. Minden fontos részegység ezekben a kapcsolódobozokban található. Ez jelentősen egyszerűsíti a karbantartást és a hibabehatárolást.

Feldolgozóipari rendszer építés alatt

A tervezési fázisban nem kell különbséget tenni az egyes I/O jelek között, mivel az egyes I/O csatornákat szoftveresen a szükséges funkciókhoz lehet illeszteni. Az univerzális I/O kártyák tehát lehetőséget adnak minden csatorna egyedi illesztésére.

Feldolgozóipari rendszer építés alatt

A Universal I/O támogatja a jelrendezés tervezését és megvalósítását. Ezért a tervezés alapja az I/O-k teljes száma lehet, és az egyes funkciók eleinte nem játszanak szerepet. Az I/O-kat a projekt későbbi fázisában szoftveresen lehet illeszteni. Ez a standard I/O rendszerrel összehasonlítva csökkenti a projekt- és életciklus-költségeket.

Az intelligencia áthelyeződik a terepre

Topológia: univerzális távvezérlő I/O rendszerek VIP I/O-marshalling funkcióval

Az univerzális távvezérlő szekrényekkel megtakaríthatók a rendező- és interfészszekrények. A terepi jeleket a szekrényekben közvetlenül rendezik és dolgozzák fel. Az Universal I/O rendszerre való csatlakozás azután rendszerkábellel történik. Az irányító rendszerrel a végső kapcsolatot optikai kábel valósítja meg.

Folyamatautomatizálási projektek összehasonlítása Az Universal I/O és a Dedicated I/O összehasonlítása

A Universal I/O koncepció és az intelligens jelrendezés együttesen jelentős előnyöket kínál az összetett folyamatautomatizálási projektek tervezésében és megvalósításában. Egyrészt az eddig a kezdeti fázisban szükséges projektinformációk csak egy későbbi projektfázisban válnak szükségessé, mint például az egyes terepi jeltípusok száma. Ez megkönnyíti a tervezést és a beszerzést. Ezen túlmenően egyes projektlépéseket a kezdet nagyobb rugalmassága révén párhuzamosan lehet elvégezni. Összességében a projektek átfutási ideje olyan jelentősen csökkenthető, hogy ennek következtében a teljes bekerülési költség is csökken.

Folyamatautomatizálási projektek idővonalának összehasonlítása

Az Universal I/O segítségével a kb. 18 hónapos átlagos projektidőtartam akár 12 hónapra is csökkenthető.

Alkalmazási területek

Dolgozó egy olajfúrótornyon, laptoppal a kezében
Olaj- és gázipari létesítmények
Olajfinomító éjszakai kivilágítással
Petrolkémiai létesítményektől a gyógyszeriparig
Bepillantás a papír- és cellulóziparba
Papír- és cellulózipar
Dolgozó rádióadó-készülékkel egy vegyipari létesítmény előtt
További folyamatberendezések
Sudhaus az élelmiszeriparban és italgyártásban
Élelmiszeripar és italgyártás

Egy Universal I/O rendszer meglévő problémái:

A szükséges interfésztechnika bevonása hiányzik, pl.:

  • relék a digitális kimenetként konfigurált I/O-khoz való jelillesztéshez,
  • gyújtószikra-mentes besorolású interfész-részegységek,
  • jelleválasztók a földhurkok leválasztásához,
  • a jelek meghamisításának kiküszöbölése.
A Phoenix Contact szakemberei a VIP I/O marshalling témájáról

Az Universal I/O összes lehetőségének kiaknázása a VIP I/O marshalling alkalmazásával

VIP I/O marshalling, mint a Phoenix Contact illeszkedő megoldása

  • ugyanazt a rugalmasságot nyújtja az interfész és a rendező szintjén is,
  • alkalmas a Universal I/O rendszerek alkalmazására,
  • három részegységből áll, ezért megfelel az interfész- és rendezőszint követelményeinek is:
    o a szabványos kalapsínre szerelt alapegység fogadja a terepi vezetékezést, és dugaszolható csatlakozókkal csatlakozik az I/O rendszerre,
    o az Input-Output-Accessory (IOA) végzi a tulajdonképpeni interfész-funkciókat,
    o az alapelemet egy rendszerkábel köti össze az univerzális I/O rendszerrel,
  • minden követelményhez a megfelelő interfészt kínálja.