Електронне перетворення проти стандартного розподілу

Технологічна установка

Необхідний для автоматизації технологічних процесів розподіл сигналів, тобто сортування і об’єднання польових сигналів і їх підключення до системи вводу/виводу є основою кожного сучасного промислового підприємства. Завдяки універсальним рішенням для рівня кросування та інтерфейсу універсальні системи вводу/виводу дають змогу досягти більш гнучкого та оптимізованого планування й реалізації проєкту. Це однаковою мірою вигідно для учасників проєкту та користувачів. Завдяки цьому забезпечується необхідна гнучкість на рівні кросування та рівні інтерфейсу.

Порівняння топологій


Розподіл сигналів і технології інтерфейсу

Основне завдання розподілу сигналів полягає в забезпеченні надійних з’єднань, що спрощують експлуатацію й технічне обслуговування. Зазвичай цей процес дуже дорогий, складний і займає багато часу. У кінцевому результаті це призводить до збільшення зусиль під час проєктування й реалізації, відсутності гнучкості й переважно великих диспетчерських, оснащених великою кількістю розподільних шаф. Для цього потрібно багато цінного простору, а зазвичай місце та вага дуже обмежені.
Сфери розподілу сигналів і технології інтерфейсів розвивалися із плином часу, щоб забезпечити зв’язок між польовими сигналами й системами керування. Тут об’єднано широкий спектр вимог, таких як: забезпечення електричного вибухозахисту, нормалізація сигналу за допомогою реле або нормалізаторів сигналу, захист від перенапруг і просте з’єднання між полем і диспетчерською.

Стандартна система вводу/виводу

У класичному розподілі сигналів польові сигнали, що надходять в довільному порядку, сортуються за типом сигналу. З рівня розподілення підключення здійснюється до рівня інтерфейсу, а звідти — до рівня вводу/виводу. Тут періодично виникають проблеми через складність розподілу сигналів з погляду специфікації, експлуатації, технічного обслуговування й витрат.

Інші характеристики класичного підходу до розподілу включають:

  • Жорсткі конструкції системи
  • Регулярні затримки проєктів через високі витрати на проєктування, монтаж і введення в експлуатацію
  • Збільшення загальних витрат через затримки в реалізації проєкту
  • Неможливість гнучкої реакції на зміни
  • Залежність від проєктування
Топологія класичної конструкції технологічної установки

Класична конструкція технологічної установки складається з польових розподільних коробок, а також шаф розподілу, інтерфейсу та керування

Розподіл сигналів за допомогою універсальних систем вводу/виводу


Система Universal I/O

Впровадження системи Universal I/O стає дедалі поширенішим явищем, оскільки промисловість переходить до більш індивідуальних і орієнтованих на попит виробничих процесів. Система Universal I/O вирішує ці завдання. Ці вимоги включають такі елементи:

Технологічна установка на етапі будівництва
Технологічна установка на етапі будівництва
Технологічна установка на етапі будівництва
Технологічна установка на етапі будівництва
Технологічна установка на етапі будівництва
Технологічна установка на етапі будівництва

Незалежно від вимог, стандартне виконання може бути адаптоване до всіх умов. Від простого з’єднання між полем і системою керування, перетворення вимірювального сигналу чи гальванічної розв’язки до додатків з підвищеними вимогами до безпеки, такими як функціональна безпека чи електричний вибухозахист.

Технологічна установка на етапі будівництва

Завдяки шафам дистанційного керування Universal можна заощадити на великих розподільних і інтерфейсних шафах. Адаптація модульної конструкції дала змогу не тільки повністю відмовитися від деяких компонентів, але й зробити необхідні компоненти компактнішими, щоб вони помістилися в меншу шафу. Підвищена щільність монтажу зменшує кількість необхідних шаф, що призводить до економії на обладнанні, монтажі та вазі.

Технологічна установка на етапі будівництва

Готові й перевірені шафи дистанційного керування Universal легко встановлюються в полі, ближче до процесів. Після цього залишається лише підключити польову проводку до системи розподілу, з’єднати джерела живлення і лінії зв’язку з системою керування. Усі важливі компоненти розташовані в цих блоках керування. Це суттєво спрощує технічне обслуговування й пошук несправностей.

Технологічна установка на етапі будівництва

На етапі проєктування немає необхідності розрізняти окремі сигнали вводу/виводу, оскільки окремі канали вводу/виводу можуть бути адаптовані до необхідної функції за допомогою програмного забезпечення. Таким чином, універсальні плати вводу/виводу відкривають можливість індивідуального налаштування кожного каналу.

Технологічна установка на етапі будівництва

Система Universal I/O забезпечує підтримку на етапі проєктування та реалізації розподілу сигналів. Це дає змогу здійснювати проєктування на основі загальної кількості входів/виходів, де окремі функції спочатку не мають жодного значення. Входи/виходи можна буде налаштувати за допомогою програмного забезпечення на більш пізній стадії проєкту. Це знижує вартість проєкту та життєвого циклу порівняно зі стандартною системою вводу/виводу.

Інтелектуальні технології зміщуються в поле

Топологія: системи Universal I/O з VIP I/O Marshalling

Завдяки шафам дистанційного керування Universal можна заощадити на великих розподільних і інтерфейсних шафах. Розподіл і обробка польових сигналів здійснюється безпосередньо в шафі. Подальше з’єднання з системою Universal I/O виконується за допомогою системного кабелю. Скловолоконний кабель забезпечує остаточне підключення до системи керування.

Скорочення тривалості реалізації проєкту Universal I/O порівняно з Dedicated I/O

Концепція Universal I/O в поєднанні з інтелектуальним розподілом сигналів дає значні переваги під час планування й реалізації складних проєктів автоматизації технологічних процесів. З одного боку, інформація про проєкт, яка раніше була необхідна на ранній стадії, тепер потрібна тільки на більш пізній стадії проєкту, наприклад, кількість окремих типів польових сигналів. Це спрощує проєктування й закупівлі. Крім того, окремі етапи проєкту можуть виконуватися паралельно завдяки підвищеній гнучкості підходу. Таким чином, час виконання проєкту може бути суттєво скорочено, що також знижує загальні інвестиційні витрати.

Порівняння тривалості виконання проєктів автоматизації процесів

За допомогою системи Universal I/O можна скоротити середню тривалість виконання проєкту приблизно з 18 місяців до 12 місяців.

Сфери застосування

Робітник на нафтовидобувній платформі з ноутбуком у руках
Нафтові та газові установки
Нафтопереробний завод з нічним освітленням
Від нафтохімічних заводів до фармацевтичних підприємств
Знайомство з целюлозно-паперовою промисловістю
Целюлозно-паперова промисловість
Працівник із портативною радіостанцією перед підприємством хімічної промисловості
Інші виробничі установки
Варильний цех на підприємстві харчової промисловості та виробництва напоїв
Харчова промисловість і виробництво напоїв

Проблеми універсальної системи вводу/виводу та шляхи їх вирішення


Наявні проблеми системи Universal I/O:

Відсутність необхідних технологій інтерфейсу, наприклад:

  • Реле для нормалізації сигналів на входи/виходи, сконфігуровані як дискретний вихід
  • Ключові елементи інтерфейсу з класом вибухозахисту «Іскробезпека»
  • Ізолятори сигналу для розділення земляної петлі
  • Придушення спотворень сигналу
Експерт тримає в руці гнучку універсальну систему вводу/виводу VIP I/O-Marshalling

Гнучка універсальна система вводу/виводу VIP I/O-Marshalling

VIP I/O-Marshalling як оптимальне рішення від компанії Phoenix Contact

Використовуйте весь потенціал універсальної системи вводу/виводу за допомогою VIP I/O-Marshalling:
Система VIP I/O-Marshalling призначена для використання з універсальними системами вводу/виводу і пропонує однакову гнучкість на рівні інтерфейсу й рівні розподілення

VIP I/O-Marshalling складається з трьох ключових елементів для виконання вимог на рівні інтерфейсу та рівні розподілення:

  • Базовий елемент, встановлений на стандартній DIN-рейці, містить польову проводку й забезпечує підключення до системи вводу/виводу за допомогою з’єднувачів
  • Приладдя вводу/виводу (IOA) виконує функцію фактичного інтерфейсу. VIP I/O-Marshalling пропонує відповідний інтерфейс для будь-яких вимог
  • Системний кабель з’єднує базовий елемент з універсальною системою вводу/виводу