電子佈線技術與標準訊號配線技術的比較

過程系統

過程自動化系統中所需的訊號配線,即分類和匯總現場訊號,接著將其連接到 I/O 系統,這是每個現代工業系統的基礎。 藉由適合配線層和介面層的通用解決方案之通用 I/O 系統,可以更靈活、更好地規劃和實施專案。專案參與者和使用者都能從中獲益。無論是配線層,還是介面層,都具備必要的靈活性。

拓撲結構比較


訊號配線和介面技術

訊號配線旨在建立可靠的連接,簡化運作和維護。這個過程通常十分複雜,費時費力,成本高昂。最終導致規劃和實施工作量新增、靈活性缺失,並需要配置大量控制室來控制多個配線控制櫃。這樣一來就會佔用大量空間,讓本身就受到空間和重量限制的系統更加不堪重負。
訊號配線和介面技術這門學科緊跟時代潮流,能在現場訊號和控制系統之間建立連接。而這項連接包含許多要求,比如:電氣防爆、透過繼電器或訊號調節器調節訊號、突波保護,以及輕鬆連接現場和控制室。

標準型 I/O 系統

在典型的訊號配線中,會依據其訊號類型來分類以任意順序出現的現場訊號。會從跳接層接線至介面層,然後再接到 I/O 層。由於訊號配線在規格、操作、維護和成本方面很複雜,因此有些問題會反復出現。

典型配線方案的其他特徵如下:

  • 固定不變的系統結構
  • 規劃工作量以及安裝和試運轉工作量巨大,常常導致專案延期
  • 專案延期導致總成本增加
  • 無法靈活因應變化
  • 與設計息息相關
拓撲結構:過程工藝系統的典型結構

過程工藝系統的典型結構由現場分線盒、配線控制櫃、介面控制櫃和控制器控制櫃組成

訊號配線與通用 I/O 系統


通用型 I/O 系統

隨著行業轉向更加客製化的生產流程和以需求為導向的生產流程,通用型 I/O 系統的實施變得越來越普遍。通用型 I/O 系統可以解決這些問題。所需滿足的要求如下:

過程系統的結構
過程系統的結構
過程系統的結構
過程系統的結構
過程系統的結構
過程系統的結構

無論是什麼要求,標準型號都能依據要求進行調整:從簡單連接現場和控制系統,到轉換量測訊號或電氣隔離,再到增安型應用(如具備功能安全或電氣防爆功能的應用)。

過程系統的結構

有了通用型遠端控制櫃 (Universal Remote Cabinet),就不再需要安裝大體積的配線和介面控制櫃。在調整模組化結構的接線盒後,不僅完全不需要再使用個別元件,還讓必要的元件變得更加小巧,從而可以裝入更小型的控制櫃中。改進結構密度後,所需的控制櫃數量就得以降低,因此硬體數量減少、安裝工作量減少,重量也降低。

過程系統的結構

檢驗合格的預製款通用型遠端控制櫃可輕鬆在靠近過程的現場安裝。接著,只需將現場佈線裝到編組系統上,然後為控制系統連接電源和通訊線就行了。所有關鍵元件都在這些控制盒內。這樣處理大幅簡化了維護和故障査詢工作。

過程系統的結構

在規劃階段,由於可以透過軟體依照所需的功能調整各個 I/O 通道,因此無需區分各個 I/O 訊號。通用 I/O 卡提供了單獨調整每個通道的選項。

過程系統的結構

通用型 I/O 有助於訊號配線的規劃和實施。該系統依據 I/O 總數就能進行規劃,無需提前知晓各個 I/O 的功能。在之後的專案過程中,透過軟體就能調整這些 I/O。與標準型 I/O 系統相比,專案和生命週期成本更低。

智慧技術轉移到現場

拓撲結構:採用 VIP I/O-Marshalling 的通用型 I/O 系統

有了通用型遠端控制櫃 (Universal Remote Cabinet),就不再需要安裝大體積的配線和介面控制櫃。直接在控制櫃中配線和處理這些現場訊號。與通用型 I/O 系統之間則透過系統纜線連接。最後再利用光纖電纜連接至控制系統。

縮短專案工期 通用 I/O 與專用 I/O 的比較

通用 I/O 方案與智慧訊號配線搭配使用後,為複雜過程自動化專案的規劃和實施帶來了巨大的好處。一方面,以前在專案早期階段就需要的資訊現在僅在專案後期才需要,例如:各類現場訊號的數量。這樣就方便規劃和採購。另外,由於該方案靈活度更高,可以並行處理各個專案階段。從總體來看,專案全程持續時間大幅縮短,繼而降低了總體投資成本。

過程自動化專案的時間線比較

通用型 I/O 讓平均專案所需時間從大約 18 個月縮短到 12 個月。

應用範圍

工作人員正用膝上型電腦操作石油平台
石油和天然氣工廠
煉油廠在夜間燈火通明
從石油化工廠一直涵蓋到製藥業
瞭解紙漿和造紙行業
紙漿和造紙行業
工作人員正在化工廠前面使用無線電設備
更多過程設備
食品和飲料行業的釀造間
食品和飲料行業

通用 I/O 系統存在的問題及解決方案


通用型 I/O 系統的現有問題:

不包含所需的介面技術,比如:

  • 繼電器,易於將訊號調節成已組態 I/O 的數位化輸出端
  • 具備本安級保護類型的介面模組
  • 用於隔離接地環路的訊號隔離器
  • 抑制訊號失真
專家拿著靈活的通用 I/O 系統 VIP I/O-Marshalling 產品

靈活的通用 I/O 系統 VIP I/O-Marshalling

VIP I/O-Marshalling 是菲尼克斯電氣出品的合適解決方案

透過 VIP I/O-Marshalling 釋放通用 I/O 的全部潛力:
VIP I/O-Marshalling 專為使用通用 I/O 系統而設計,並在介面層和跳接層提供相同的靈活性

VIP I/O-Marshalling 包含三個模組,滿足對於介面層和跳接層的要求:

  • 基本元件安裝在標準導軌上,適應現場接線,並透過連接器連接到 I/O 系統
  • 輸入輸出附件 (IOA) 實現實際介面功能。VIP I/O-Marshalling 針對每項要求提供適合的介面
  • 一根系統纜線連接基本元件和通用 I/O 系統