De in het kader van de procesautomatisering vereiste signaalrangering, d.w.z. het sorteren en samenvoegen van veldsignalen en het koppelen ervan met het I/O-systeem, vormt de basis voor elke moderne, industriële installatie. Met behulp van universele oplossingen voor het marshalling- en interfaceniveau kunnen projecten met universele I/O-systemen flexibeler en optimaler worden gepland en geïmplementeerd. Projectdeelnemers en gebruikers profiteren in gelijke mate. Dit biedt de benodigde flexibiliteit op marshalling- en interfaceniveau.
Het hoofddoel van de signaalrangering is het tot stand brengen van betrouwbare verbindingen die de bediening en het onderhoud vergemakkelijken. Dit proces is gewoonlijk zeer kostbaar, tijdrovend en ingewikkeld. Het eindresultaat kost namelijk meer tijd bij de planning en implementatie, flexibiliteit ontbreekt en de controleruimtes zijn voor het merendeel groot én uitgerust met meerdere rangeerkasten. Dit neemt veel kostbare ruimte in beslag, terwijl ruimte en gewicht meestal zeer beperkt zijn.
De disciplines Signaalrangering en Interfacetechniek zijn in de loop der tijd geëvolueerd om de verbinding tot stand te brengen tussen veldsignalen en besturingssystemen. Deze voldoet aan een groot aantal eisen, zoals: waarborgen van de elektrische explosiebeveiliging, signaalconditionering met relais of scheidingsversterkers, overspanningsbeveiliging en een eenvoudige verbinding tussen veld en controleruimte.
Bij de klassieke signaalrangering worden de in willekeurige volgorde binnenkomende veldsignalen gesorteerd op hun signaalsoort. Vanaf het rangeerniveau wordt naar het interfaceniveau bekabeld en van daaruit naar het I/O-niveau. Terugkerende problemen ontstaan hier door de complexiteit van de signaalrangering met betrekking tot specificatie, bediening, onderhoud en kosten.
Andere kenmerken van een klassieke rangeerbenadering zijn:
De klassieke structuur van een procestechnische installatie bestaat uit veldverdelerkasten evenals rangeer-, interface- en besturingskasten
De implementatie van een universeel I/O-systeem wordt steeds gebruikelijker, omdat de industrie zich ontwikkelt in de richting van meer klantspecifieke en vraaggestuurde productieprocessen. Het universele I/O-systeem is hierop gericht. Deze eisen omvatten de volgende elementen:
Wat de eisen ook zijn, een standaarduitvoering kan aan alle eisen worden aangepast. Van een eenvoudige verbinding tussen veld en besturingssysteem, via het omzetten van meetsignalen of de potentiaalscheiding, tot en met toepassingen met hogere veiligheidseisen zoals functionele veiligheid of elektrische explosiebeveiliging.
Met Universal Remote Cabinets kan worden bespaard op grote rangeer- en interfacekasten. Door de aanpassing van een modulair systeem vallen niet alleen bepaalde componenten volledig weg, maar zijn de noodzakelijke componenten ook compacter geworden, zodat ze in een kleinere kast passen. De verbeterde bouwdichtheid vermindert het aantal benodigde kasten, wat resulteert in besparingen op hardware, installatie en gewicht.
Geprefabriceerde en geteste Universal Remote Cabinets kunnen eenvoudig in het veld worden geïnstalleerd, dicht bij het proces. Daarna moet alleen nog de veldbekabeling op het rangeersysteem worden aangesloten, en de voeding en communicatieleidingen op het besturingssysteem. Alle belangrijke componenten bevinden zich in deze junction boxen. Dat vereenvoudigt het onderhoud en het opsporen van storingen enorm.
In de planningsfase hoeft geen onderscheid te worden gemaakt tussen de afzonderlijke I/O-signalen, aangezien de afzonderlijke I/O-kanalen via software aan de vereiste functie kunnen worden aangepast. Universele I/O-kaarten bieden dus de mogelijkheid om elk kanaal afzonderlijk aan te passen.
Universeel I/O-systeem ondersteunt bij de planning en uitvoering van de signaalrangering. Dit maakt een planning mogelijk op basis van het totale aantal I/O-systemen, waarbij afzonderlijke functies aanvankelijk geen rol spelen. De I/O-systemen kunnen later in het project via software worden aangepast. Dat verlaagt de project- en levensduurkosten in vergelijking met het standaard I/O-systeem.
Met Universal Remote Cabinets kan worden bespaard op grote rangeer- en interfacekasten. De veldsignalen worden in de Cabinets direct gerangeerd en verwerkt. De koppeling met het universele I/O-systeem vindt dan plaats via systeemkabels. Een glasvezelkabel vormt de laatste verbinding met het besturingssysteem.
Het universele I/O-concept in combinatie met een intelligente signaalrangering biedt aanzienlijke voordelen bij de planning en implementatie van complexe procesautomatiseringsprojecten. Enerzijds is de projectinformatie die vroeger in een vroeg stadium noodzakelijk was, nu pas in een latere fase van het project vereist, zoals het aantal afzonderlijke veldsignaaltypes. Dit vergemakkelijkt de planning en de aanschaf. Bovendien kunnen afzonderlijke projectstappen parallel worden afgewerkt dankzij de grotere flexibiliteit van de aanpak. In z'n geheel kunnen de doorlooptijden van projecten zo aanzienlijk worden verkort, waardoor ook de totale investeringskosten dalen.
Met behulp van universele I/O-systemen kan de gemiddelde projectduur van ca. 18 maanden worden verkort tot 12 maanden.
Er wordt geen rekening gehouden met de benodigde interfacetechniek, zoals bijv.:
Het flexibele universele I/O-systeem VIP I/O-marshalling
Benut met VIP I/O-marshalling het volledige potentieel van universele I/O:
VIP I/O-marshalling is ontworpen voor gebruik van universele I/O-systemen en biedt dezelfde flexibiliteit op interface- en rangeerniveau
VIP I/O-marshalling bestaat uit drie modulen om te voldoen aan de eisen op interface- en rangeerniveau:
