選擇合適的系統架構 — 節約成本，保持靈活性

在工業自動化領域，選擇合適的系統架構對於效率、成本和未來性極關重要。 如果在 PLC 與驅動器、感測器、閥島等自動化組件之間實現智慧通訊，不但能大幅降低整體成本，也能確保系統的靈活性和可擴展性。 如今，使用者有大量設計方案可以選擇：從離散佈線到具有遠端 I/O 的現場匯流排系統，再到集中式和分散式氣動連接。 在這篇文章中，我們著重從成本和靈活性出發，介紹不同架構方式的應用領域及優缺點。

離散佈線： 適用小型機器，經濟高效的解決方案

採用離散佈線方式時，感測器、致動器等每個單獨的組件，全都直接與控制櫃中的中央控制單元相連。 每個輸入和輸出需要使用單獨的線路。 雖然如此可以免去使用昂貴且複雜的通訊協定和匯流排節點，但這種結構很快就會達到極限。而且隨著規格不斷變大，會導致高昂的佈線成本，此外，對控制櫃的空間要求也高。 隨著擴展功能增多，系統很快就會變得極其複雜，而且容易出現故障。 不過，只要成本和空間需求不超過限定範圍，這種系統對於輸入端和輸出端的安排較為簡單的小型機器或系統來說足夠使用。

現場匯流排系統： 適用於較為複雜的自動化任務

現場匯流排系統是透過一條通訊線路將多個裝置連接到控制單元的數位網路， 其中包括 PROFINET、EtherNET/IP、EtherCAT 等。 現場匯流排系統適用具有大量輸入和輸出的中到大型系統。 現場匯流排能顯著提高系統的靈活性和可擴展性：由於只需使用一條數據線，離散佈線量即可大幅減少，所需的電纜數量也得以削減。 新裝置能輕鬆整合到網路中，不同元件可以透過同一匯流排進行通訊。由於能輕鬆識別故障，因此診斷愈加簡單。

同時，這種方式所需的現場匯流排節點成本高昂，相容性亦需慎重考量： 因為並非全部裝置都能與每個現場匯流排進行通訊。 這取決於在架構中的 PLC 所採用的現場匯流排協定。

遠端 I/O： 控制櫃之外

遠端 IO 可將 IP65 及以上防護等級的 IO 模組佈置到遠端位置，使其靠近感測器和致動器。 這些模組透過現場匯流排系統與中央控制系統進行通訊。 大型和長距離系統往往需要將模組定位在控制櫃以外靠近組件的位置，此時遠端 I/O 不可或缺。 這種方式不但能降低佈線成本、提高資料傳輸率，也能顯著降低控制櫃容量。 將機器放置在現場促使機器擴展更加簡單而且更具成本效益，維護也更加簡化，因為可以直接在現場診斷和排除故障。

使用遠端 I/O 已然成為現代自動化架構不可或缺的一部分，同時也是工業自動化的一大優勢。 不過，這種技術最初的購置成本最高。 而且系統對於網路連接穩定性的依賴明顯更強，在規劃和整合方面也需要大量專業知識。

氣動與電動自動化技術完美結合

將閥島和氣動元件整合到一個自動化系統中，具有巨大的應用潛力，但同時也存在因管路長且複雜而導致尺寸過大，以及因需要額外介面而導致成本過高等潛在風險。 不過，只要有合適的元件和盡可能統一的通訊語言，就能實現分散式或混合式（模組化和分散式）連接。 如此不但能減少匯流排節點和 IP 位址數量，也能簡化診斷流程。