Избор на правилната системна архитектура - спестяване на разходи, гъвкавост
В промишлената автоматизация изборът на правилната системна архитектура определя ефективността, разходите и устойчивостта в бъдеще. Интелигентната комуникация между PLC и компонентите за автоматизация, като задвижвания, елементи сензори и вентилни острови, може не само да намали значително общите разходи, но и да осигури гъвкавост и възможност за разширяване на системата. Днес потребителите разполагат с широка гама от възможности за дизайн: от дискретни кабелни и полеви шинни системи с отдалечени входове/изходи до централизирани и децентрализирани пневматични връзки. В тази публикация в блога разглеждаме областите на приложение и предимствата и недостатъците на различните архитектурни подходи, като се фокусираме върху разходите и гъвкавостта.
Дискретно окабеляване: Икономично решение за малки машини
При дискретното окабеляване всеки отделен компонент, като например сензорни елементи и задвижващи механизми, се свързва директно към централния блок за управление в контролното табло. При това всеки вход и изход се нуждае от собствен проводник. Въпреки че по този начин се елиминира необходимостта от скъпи и сложни комуникационни протоколи и Bus-възли, архитектурата бързо достига своите граници и с увеличаване на размера води до високи разходи за окабеляване и големи изисквания за пространство в контролното табло. Системата бързо става изключително сложна и склонна към грешки с разширенията. Въпреки това тази система е достатъчна за малки машини или системи с управляеми входове и изходи, стига разходите и изискванията за пространство да са в рамките на допустимото.
Системи с полеви шини: За по-сложни задачи за автоматизация
Системите с полеви шини, са цифрови мрежи, които съединяват няколко устройства с блока за управление с помощта на една комуникационна линия. Примери за това са ProfiNET, EtherNET/IP или EtherCAT. Те са подходящи при средни и големи системи с голям брой входове и изходи. Това е така, защото една полева шина значително увеличава гъвкавостта и възможността за мащабиране на системата: Необходими са по-малко кабелни линии, тъй като една линия за данни вече намалява броя на дискретните съединители. Нови устройства могат лесно да бъдат интегрирани в мрежата, а различни компоненти могат да комуникират по една и съща шина. Диагностиката също е опростена, тъй като сега неизправностите могат да бъдат идентифицирани по-лесно.
В същото време необходимите възли за полева шина са много скъпи и съвместимостта се превръща във важен въпрос: Защото не всяко устройство може да комуникира с всяка полева шина. Архитектурата зависи от протокола на полевата шина използван в PLC.
Дистанционни входове/изходи: Извън контролното табло
Дистанционните входове/изходи преместват модулите с дистанционни входове/изходи с клас на защита IP65 на отдалечени места в близост до сензорни елементи и изпълнителни механизми. Тези модули комуникират с централното управление посредством системи от полеви шини. Дистанционните входове/изходи са от съществено значение за големи и обширни системи, ако модулите трябва да бъдат разположени извън контролното таблото и в близост до компонентите. Допълнително се минимизират усилията за окабеляване, увеличава се скоростта на предаване на данни и значително се намалява капацитетът на контролното табло. Посредством поставяне в полето значително се опростява възможността за мащабиране на машината и прави реализацията ѝ много по-рентабилна, както и опростява сервизната поддръжка, тъй като неизправностите могат да бъдат диагностицирани и отстранявани директно на място.
Използването на отдалечени входове/изходи се е превърнало в неразделна част от съвременната архитектура за автоматизация и представлява голямо предимство за автоматизацията. Във всеки случай тази технология е най-скъпата за закупуване. Системата става много по-зависима от стабилна мрежова връзка и изисква голям опит в планирането и интегрирането.
Перфектно свързване на пневматика и електрическа автоматизация
Интегрирането на вентилни острови и пневматични компоненти в системата за автоматизация предлага голям потенциал, но крие и риск от свръхоразмеряване поради дългите и сложни тръби и високи разходи поради необходимите допълнителни интерфейси. Въпреки това децентрализирана или хибридна (модулна и децентрализирана) връзка може да бъде осъществена с подходящи компоненти и възможно най-стандартизиран език за комуникация. Това намалява броя на Bus-възлите и IP адресите и опростява диагностиката.
