只需四步实现模块化自动化

Modular automation

对于原水消耗量和质量的剧烈波动,您能做的非常有限。但是您能做到的就是确保,您的水处理系统可智能化地管理这种情况。这就是互联工业4.0结合Festo模块化自动化能够大展身手的场合。

采用CPX的模块化自动化方案

Festo让自动化技术智能化。得益于数字化,我们现在能够轻松、安全和可靠地将现场层的自动化模块实现互联,让他们进行交互工作。这里的关键词就是“智能化元件”,能精确按照需求来灵活组合。每个模块包括了需要用来管理自己各个过程的所有自动化元件。

我们自动化平台CPX在信号和功能控制的分散式处理中起到核心作用。与传统的控制相比,能让更好、更经济地控制原水消耗量和质量波动的控制。如果仍有缺失,无论是过滤系统或进一步的过程步骤,只需驳接后激活(升序而不是小心翼翼地扩大)。   

现场层智能化

通常,过程相关系统的设计和工程按以下方式完成:您定义好在规定时间内的生产数量,然后搭建一个过程来实现。通过一个分散式系统来控制和监控一些。只要所需的生产数量保持一致,这样的方案就一直能按部就班地工作。   

但是,现实完全就是两码事。或者原水质量出现波动。因为介入这样的集中式自动化系统会变得十分繁琐,因为需要修改整个过程和自动化技术。此外,你需要特别精通此类特殊设计和编程的专门人员。最重要的是,吞吐量的缩减会对产品质量造成影响,破坏系统的可盈利性。最后,维修保养变得更加困难和昂贵,因为您不断需要关闭和重启系统。

Comparison: modular versus centralised

 

比较:模块化对比集中式

Comparison: modular versus centralised

模块化自动化的概念为所有处理和使用水的行业提供了行之有效的替代解决方案。每个互联的系统模块是有自主控制权的功能单元,独立工作,包括了Festo的完整控制系统。这意味着,您可方便地按需进行连接和断开,速度快而经济性佳。最终,生产数量能灵活调节。无需重新编程或重新配置应用软件。维护成本大大下降。

通往模块化自动化之路

以水过滤为例,这些图表展示了如何在仅仅四个步骤中将传统、基于过程的采用集中式自动化的大型系统转换成模块化分散式自动化解决方案。在这个示例中,我们将展示一个典型的水处理厂(用一些时间以前定义的要求设计),让工程适应性更困难(缩小或扩大)。模块化自动化将之变成了一个灵活的系统,让您通过移除模块(缩减)或增加模块(增加)快速轻松地调整生产数量。   

Start position: Traditional water filtration plant
Start position: Traditional water filtration plant

在我们的例子中,我们用了水过滤系统设计,采用了中央控制器和控制系统,这曾经是最常用的。阀岛用现场总线连接,用作远程I/O系统,带集成气动部分。用于控制现场设备的元件安装在控制柜中。     

Step 1: Mechanical and functional modularisation

 

步骤 1: 机械和功能模块

Step 1: Mechanical and functional modularisation

步骤 1: 细分为子过程

这些类型的水处理系统能被轻松地模块化。一开始,整个过程被细分为多个子过程。每个子过程都定义一个模块,包括了自控工作所需的所有机械和自动化技术元件。   

Modularising automation

 

模块化自动化

Modularising automation

步骤 2: 模块化自动化

自动化的模块化方式相同。控制柜元件和中央控制器(基于过程的应用软件)被细分,每个模块配备相应的控制器、远程I/O元件和气动控制器。   

Modularised water filtration

 

模块化水过滤

Modularised water filtration

步骤 3:协调整个系统

一旦模块完成互联就形成了一个基于过程的系统,每个模块有自己特定的功能特性,通过数据接口以封装的数据结构传输数据。可读/写工作模式、状态、过程测量值、警报等,这样系统进行工作。      

此外,您还需要一个过程管理系统,在整个系统中协调模块功能性,便于过程引导。与中央控制器相比,这是一种更为精益的方法。之前提到过,模块本身已经包含与过程相关的控制功能。

System expansion through numbering-up

 

通过添加来扩展系统

System expansion through numbering-up

步骤 4:模块化系统的灵活调整

用描述的模块,您可建立任何设计结构的系统,只需添加结构和功能一致的模块,满足您目前的需求。这样就变得灵活,而且能保持灵活,只增加数量,而不是单纯扩大规模。   

模块化自动化相对简单。借助Festo,就变得愈发简单。我们的专家乐意为您提供建议。   

模块化自动化的优势

这里所说的模块化基于过去集中控制的水处理的例子。不过,基本原理可适用于其它行业。不止只是系统用户能从Festo提供的模块化过程自动化方案带来的灵活性中受益。模块化的方案对设备制造商们也代表着双赢的局面。

用户和OEM获得的优势

  • 增加/减少数量:模块化自动化大大简化了整个系统的修改调整。最终,能更快、更经济地完成工程设计     
  • 透明:Festo的每个模块明确定义,功能特性清晰。
  • 灵活:这也让模块易于调整。这简化和加速了附加过程步骤的整合。
  • 简单:模块含有专用应用软件。这简化了整个IT架构的复杂性。     
  • 自控:Festo模块用CODESYS编程,符合IEC 61131标准。无授权费用,您能自由选择自动化硬件。
  • 协力:OEM 能生产统一的模块,即使是小批量亦可,在交付前进行完全测试。因此,您能从生产和装配形成的规模经济中受益,您降低了成本,可在适当时候为市场提供服务。     

水处理技术只是个开始

预期,基于过程的系统的工程设计和选型会发生剧烈的变化。着眼于工业4.0,NAMUR Recommendation NE 148已经起草了“过程工程模块化相关的自动化要求”。换言之,所有过程行业的系统用户和制造商应进行测试,验证自己的系统是否已经采用模块化概念。   

MPA-S and CPX terminal

阀岛MPA-S与CPX电气终端的组合

不可思议的模块化和多功能特性!阀岛MPA上的CPX接口基于CPX系统,所有电磁线圈、电气输出和输出功能采用串行通信系统。   

阀岛 MPA-S 样本

白皮书:基于乐高原理的系统

在这份清晰而综合的白皮书内,我们用水过滤作为例子,届时如何用基于过程的系统转换成模块化自动化。

下载白皮书