A megfelelő rendszerarchitektúra kiválasztása - költséghatékonyság, rugalmasság
Az ipari automatizálásban a megfelelő rendszerarchitektúra kiválasztása meghatározza a hatékonyságot, a költségeket és a jövőbiztosságot. A PLC és az automatizálási komponensek, például a hajtóművek, érzékelők és szelepszigetek közötti okos kommunikáció nem csak az összköltségeket csökkentheti jelentősen, hanem a rendszer rugalmasságát és bővíthetőségét is biztosíthatja. Manapság a felhasználóknak a tervezési lehetőségek széles skálája áll rendelkezésükre: a diszkrét kábelezéstől a távoli I/O-val ellátott terepibusz-rendszereken át a centralizált és decentralizált pneumatikus csatlakozásokig. Ebben a blogbejegyzésben az alkalmazási területeket és a különböző architekturális megközelítések előnyeit és hátrányait vesszük szemügyre, a költségekre és a rugalmasságra összpontosítva.
Diszkrét kábelezés: Költséghatékony megoldás kis gépekhez
A diszkrét kábelezéssel minden egyes alkatrész, például az érzékelők és az aktuátorok, közvetlenül a vezérlőszekrényben lévő központi vezérlőegységhez csatlakoznak. Minden bemenethez és kimenethez saját vezeték szükséges. Bár ez kiküszöböli a drága és összetett kommunikációs protokollok és busz csomópontok szükségességét, az architektúra gyorsan eléri határait, és a méret növekedésével magas kábelezési költségekhez és nagy helyigényhez vezet a vezérlőszekrényben. A rendszer a bővítésekkel gyorsan rendkívül bonyolulttá válik és így hajlamosabb lesz a hibákra. Ez a rendszer azonban elegendő a kis gépekhez vagy a kezelhető bemenetekkel és kimenetekkel rendelkező rendszerekhez, amennyiben a költségeket és a helyigényt korlátok között tartják.
Terepibusz-rendszerek: Összetettebb automatizálási feladatokhoz
A terepibusz-rendszerek olyan digitális hálózatok, amelyek egyetlen kommunikációs vonalon keresztül több eszközt csatlakoztatnak a vezérlőegységhez. Ilyen például a ProfiNET, az EtherNET/IP vagy az EtherCAT®. Ezek a közép- és nagyméretű, nagyszámú bemenettel és kimenettel rendelkező rendszerek esetében relevánsak. Ennek az oka, hogy a terepibusz jelentősen növeli a rendszer rugalmasságát és skálázhatóságát: kevesebb vezetékre van szükség, mivel az egyetlen adatvonal csökkenti a diszkrét csatlakozások számát. Új eszközök könnyen integrálhatók a hálózatba, és a különböző komponensek ugyanazon a buszon keresztül kommunikálhatnak. A diagnosztika is egyszerűsödik, mivel a hibák könnyebben azonosíthatók.
Ugyanakkor a szükséges busz csomópontok nagyon költségigényesek, és a kompatibilitás egyre fontosabb kérdéssé válik: Mivel nem minden eszköz képes kommunikálni minden terepibusszal. Az architektúra a PLC-ben használt terepibusz protokolltól függ.
Távoli I/O: A vezérlőszekrényen kívül
A távoli I/O az IP65 védettségi osztályú modulokat az érzékelők és aktuátorok közelében lévő lokációkra helyezi át. Ezek a modulok terepibusz-rendszereken keresztül kommunikálnak a központi vezérlőrendszerrel. A távoli I/O elengedhetetlen a nagy és kiterjedt rendszereknél, ahol a modulokat a vezérlőszekrényen kívül, a komponensek közelében kell elhelyezni. A kábelezési ráfordítás tovább csökken, az adatátviteli sebesség növekszik, és a vezérlőszekrény kapacitása jelentősen csökken. A terepen történő elhelyezés jelentősen leegyszerűsíti a gép skálázhatóságát, és sokkal költséghatékonyabbá teszi a megvalósítást, valamint egyszerűsíti a karbantartást, mivel a hibák közvetlenül a helyszínen diagnosztizálhatók és javíthatók.
A távoli I/O használata a modern automatizálási architektúra szerves részévé vált, és jelentős előnyt biztosít az automatizálás során. Ez a technológia rendelkezik azonban a legnagyobb bekerülési költséggel. A rendszer sokkal inkább függ a stabil hálózati kapcsolattól, és nagy szakértelmet igényel a tervezés és az integráció terén.
A pneumatika és az elektromos automatizálás tökéletes csatlakoztatása
A szelepszigetek és a pneumatikus alkatrészek integrálása egy automatizálási rendszerbe nagy lehetőségeket rejt magában, de a hosszú és bonyolult csövezés miatt előfordulhat a túlméretezés, valamint a szükséges további interfészek miatt fennáll a magas költségek kockázata. A megfelelő komponensekkel és a lehető legszabványosabb kommunikációs nyelvvel azonban decentralizált vagy hibrid (moduláris és decentralizált) kapcsolat is megvalósítható. Ez csökkenti a busz csomópontok és IP-címek számát, és egyszerűsíti a diagnosztikát.
