La scelta della giusta architettura di sistema: risparmiare sui costi, rimanere flessibili
Nell'automazione industriale, la scelta della giusta architettura di sistema determina l'efficienza, i costi e la sicurezza per il futuro. Una comunicazione intelligente tra il PLC e i componenti di automazione, come attuatori, sensori e unità di valvole, non solo può ridurre notevolmente i costi complessivi, ma anche garantire la flessibilità e l'espandibilità di un impianto. Oggi gli utenti hanno a disposizione un'ampia gamma di opzioni di progettazione: dal cablaggio discreto ai sistemi fieldbus con Remote I/O, fino alle connessioni pneumatiche centralizzate e decentralizzate. In questo contributo del blog esaminiamo le aree di applicazione, i vantaggi e gli svantaggi dei vari approcci architettonici, concentrandoci sui costi e sulla flessibilità.
Cablaggio discreto: Soluzione economica per macchine di piccole dimensioni
Nel cablaggio discreto ogni singolo componente, come sensori e attuatori, è collegato direttamente all'unità di comando centrale nel quadro di comando. Ogni ingresso e uscita richiede la propria il proprio cavo. Sebbene ciò elimini la necessità di protocolli di comunicazione e nodi bus costosi e complessi, l'architettura raggiunge rapidamente i limiti e, con l'aumento delle dimensioni, determina costi di cablaggio elevati e grandi esigenze di spazio nel quadro di comando. In caso di espansioni, il sistema diventa rapidamente molto complesso e soggetto a errori. Tuttavia, questo sistema è sufficiente per macchine o impianti di piccole dimensioni con ingressi e uscite gestibili, purché i costi e gli spazi richiesti siano contenuti.
Sistemi fieldbus: Per attività di automazione più complesse
I sistemi fieldbus sono reti digitali che collegano diversi apparecchi all'unità di comando attraverso un'unica linea di comunicazione. Esempi sono ProfiNET, EtherNet/IP o EtherCAT. Questi sono rilevanti per gli impianti di dimensioni medio-grandi con un gran numero di ingressi e uscite. Infatti, un fieldbus aumenta significativamente la flessibilità e la scalabilità di un sistema: sono necessarie meno linee di cavi, poiché una singola linea di dati riduce il numero di collegamenti discreti. I nuovi apparecchi possono essere facilmente integrati nella rete e i diversi componenti possono comunicare attraverso lo stesso bus. Anche la diagnostica è semplificata, in quanto i guasti possono essere identificati con maggiore semplicità.
Allo stesso tempo, i nodi fieldbus necessari sono molto costosi e la compatibilità sta diventando una tematica importante: Non tutti gli apparecchi, infatti, possono comunicare con tutti i fieldbus. L'architettura dipende dal protocollo fieldbus utilizzato nel PLC.
Remote I/O: Fuori dal quadro di comando
Remote I/O riposiziona i moduli IO della classe di protezione IP65 in posizioni remote vicino a sensori e attuatori. Questi moduli comunicano con il sistema di comando centrale tramite sistemi fieldbus. Remote I/O è essenziale per sistemi estesi e di grandi dimensioni, se i moduli devono essere collocati al di fuori del quadro di comando e vicino ai componenti. I lavori di cablaggio sono ulteriormente minimizzati, le velocità di trasmissione dei dati aumentano e la capacità del quadro di comando si riduce in modo significativo. La collocazione nel campo semplifica notevolmente anche la scalabilità della macchina e la rende molto più economica da realizzare, oltre a semplificare la manutenzione, in quanto i guasti possono essere diagnosticati ed eliminati direttamente sul posto.
L'impiego di Remote I/O è diventato parte integrante della moderna architettura di automazione e rappresenta un grande vantaggio per l'automazione. Tuttavia, questa tecnologia è inizialmente la più costosa da acquistare. Il sistema diventa molto più dipendente da una connessione di rete stabile e richiede una grande competenza nella pianificazione e nell'integrazione.
Collegamento perfetto dell'automazione pneumatica ed elettrica
L'integrazione di unità di valvole e componenti pneumatici in un sistema di automazione offre un grande potenziale, ma comporta anche il rischio di sovradimensionamento a causa di tubazioni lunghe e complesse, oltre a costi elevati, dovuti alle interfacce aggiuntive richieste. Con i componenti giusti e un linguaggio di comunicazione il più possibile standardizzato, è possibile implementare una connessione decentrata o ibrida (modulare e decentrata). Ciò riduce il numero di nodi bus e di indirizzi IP e semplifica la diagnosi.
