憑藉該解決方案，機器製造商可基於自動化平台，簡單、模組化地調整或擴展其未來的設計，而不需變更原有結構。 歸功於模組化，通常可在硬體方面節省 5 % 的投入。

最近，一家機器製造商將CPX-AP-I 整合到其用於塑膠板材精加工的機器設計中。 這些零件多為預成型、相對狹長的零件，其上的切口透過沖壓加工而成。 這些操作透過氣動方式完成。 由於各種板材厚度不一，有時還由不同的塑膠製成，而且形狀各異，因此必須針對每種產品及每個切口調整所需的氣動壓力。 最初，他們採用由 PLC 直接控制的比例壓力調節閥。

從集中到分散

機器在氣動沖壓單元的集中控制設計方面曾存在一些不足。 八個比例壓力閥被直接整合到控制櫃內的中央閥島上。 四個沖壓動作在距該閥島相對較短的距離內（ 3 至 5 公尺）進行，另外四個沖壓動作則在機器的對側進行。 對於這四個沖壓單元，需要從控制櫃引出並舖設長度為 10 至 12 公尺的纜線和氣管。 除了較高的材料和安裝成本之外，這也會導致對後部四個沖壓單元的控制精度下降，並使循環時間更長。

這家機械製造商接到四台同型機器的訂單時，便向其技術合作夥伴 Festo 諮詢，瞭解新技術所能提供的可行方案。 更快、更好、更耐用、更便宜？ 在討論過程中，提出將新的 CPX-AP-I 做為對沖壓單元進行分散式控制的可行方案，同時也確保機器能夠「面向未來」。 然而，優勢遠不止於此。

分散式 I/O 系統

為了能夠理解這些優勢，我們首先需要弄清楚 CPX-AP-I 究竟是什麼。 這是一種新型 I/O 系統，專為在現場直接連接大量 I/O 模組和閥島而設計。 該系統可透過最常見的現場匯流排輕鬆整合到主要 PLC 系統中，而無需為單個元件配備現場匯流排節點。 也可整合 IO-Link®，從而方便地連接 I/O-Link 元件，帶來相關的優勢。

下圖顯示此類系統的結構。

該圖顯示，無論採用何種工業自動化網路，閥島與 IO-Link® 主站都可直接整合到上位控制系統 (PLC) 中。 同樣適用於氣動與電氣模組，並支援所有已知的現場匯流排類型。 也就是說，閥島無需再經由 IO-Link® 主站連接，而可直接透過 AP 匯流排進行控制，藉此提升可靠性和效率方面的性能。 此外，透過這種方式，也可以減少匯流排節點或元件的數量。

在熟悉的環境中實現模組化架構

CPX AP-I 支援模組化構架，藉此易於擴展。 無需變更現有拓撲構架，即可新增或刪除功能、模組等。 也可以變更匯流排系統，為此只需變更匯流排節點即可。 物料清單 (BOM) 與控制構架保持不變。 此外，機器製造商仍可繼續在其熟悉的環境中進行編程，不會因 I/O 系統採用專有匯流排系統而受到任何影響。 在數量上並不受限：在線型、星型和樹型拓撲構架中最多可連接 500 個模組。

為工業 4.0 時代的數位化整裝待發

除了元件的方便整合之外，CPX AP-I 也支援將資料上傳至雲端。 這正是智慧工業與全自動化智慧工廠的一個典型範例。 這表示可集中收集各種資料，例如短路、IO-Link® 事件、電路數量、纜線品質、溫度、電壓、運作小時數等。 隨後，可對這些資料進行分析，並將其做為有價值的資訊用於優化、成本核算或「智慧維護」等方面。 如此可以監控各模組與通道，並在出現異常時適時發出警報。 此外，該功能也能實現高效的維護規劃和實施預測性維護。

應用實務

在 Festo 的建議下，這家阿波羅改用 CPX AP-I，現在已親眼見證其帶來的優勢。 由於採用分散式結構，由 8 個比例壓力調節閥構成的閥組現在被分為兩組，每組 4 個。 第二組位於機器的另一側，因此更靠近沖壓單元。 如此最終節省大量的安裝時間和材料，藉此四台機器的成本節省 5 %。 即使對於未採用 IO-Link® 的各類模組，其也能為客戶提供高速通訊。 200 MBaud 的數值以及高達 250 µs 的循環時間，功能強大。 由於通訊與供電採用兩條分開的纜線，因此也可以根據需要選擇電壓分區運作。 最後，他鬆一口氣，因為現有的拓撲構架能夠完整保留。 可輕鬆整合閥島，無需額外的匯流排節點或 IO-Link® 主站。 由於 1 個 CPX AP-I 匯流排模組可連接大量元件，也限制介面模組的數量。

為未來做好準備

機器現已交付，運作情況令人完全滿意。 更確切地說，它們運作良好，機器製造商已將新的遠端 I/O 系統確立為今後開發和製造的所有新機器的標準。 只有在客戶明確提出其他規格要求時，才會使用其他系統。 無論是汽車行業用機器、包裝機械也是其他行業的機器，都要面對相同的挑戰。 「我們找到最適合我們的解決方案」，這位（滿意的）機器製造商做出如此的最終評價。