Do Armário de Controle até a Máquina: O SIMATIC ET 200 Aperfeiçoa a Arquitetura de E/S Distribuída

Introdução

As arquiteturas de automação industrial estão se tornando cada vez mais descentralizadas. Em vez de rotear todos os cabos de sensores e atuadores de volta para um grande armário de controle central, os fabricantes de máquinas e operadores de instalações estão posicionando as funções de entrada e saída mais próximas do processo produtivo. A Siemens atende a esses requisitos por meio da Simatic Linha ET 200 de E/S distribuída . A família de produtos inclui módulos compactos IP20 para armários de controle, bem como dispositivos robustos IP65, IP67 e IP69K para instalação direta nas máquinas.

O ET 200SP oferece E/S compacta e escalável para automação geral, enquanto o ET 200MP suporta aplicações modulares de alto desempenho. O ET 200AL foi projetado para espaços de instalação restritos e seções móveis de máquinas. O ET 200pro leva funções modulares de controle e de E/S para fora do gabinete, e o ET 200eco PN fornece blocos robustos de E/S para instalação no nível de campo. Juntos, esses sistemas formam uma base flexível para a automação descentralizada moderna.

POR QUE E/S distribuída Está se aproximando mais do processo

Numa arquitetura centralizada convencional, os sinais de campo são conectados individualmente a Cartões de E/S no armário de controle principal. Essa abordagem é direta para máquinas pequenas, mas os requisitos de cabeamento aumentam rapidamente à medida que a distância entre o controlador e os dispositivos de campo cresce. Uma estação distribuída de E/S coleta sinais próximos à máquina e troca dados de processo com o controlador por meio de uma rede industrial, como PROFINET. Entradas digitais, medições analógicas, saídas para atuadores, dados IO-Link e informações de diagnóstico podem, portanto, ser transmitidos por uma infraestrutura de comunicação comum.

Cabos mais curtos para sensores e atuadores podem reduzir o trabalho de instalação, a utilização de bandejas de cabos e erros de fiação. Estações localizadas também facilitam a construção modular de máquinas. Uma seção de transportador, uma unidade de embalagem ou um módulo de processo pode ser projetada como um módulo funcional e conectada ao controlador de nível superior quando a linha de produção for montada. A mudança arquitetônica também melhora os diagnósticos. Sistemas distribuídos modernos De E/S pode relatar falhas de canal, rupturas de fio, curtos-circuitos, ausência de tensão de carga e status do dispositivo ao sistema de automação. A equipe de manutenção recebe informações mais precisas do que as disponíveis em uma instalação convencional baseada em terminais.

O Portfólio SIMATIC ET 200 abrange tanto configurações montadas em armários quanto montadas em máquinas, permitindo que engenheiros selecionem o grau de proteção, a densidade de módulos, a interface de rede e o conceito de serviço exigidos por cada área da máquina.

ET 200SP e ET 200MP Otimizar a Automação Baseada em Armário

SIMATIC ET 200SP destina-se a aplicações que exigem alta densidade de canais em um armário de controle compacto ou em uma caixa de controle descentralizada. Sua estrutura modular inclui módulos de interface, CPUs, E/S digitais e analógicas, módulos fail-safe, módulos de comunicação, módulos de tecnologia e componentes de partida de motores.

A tecnologia de terminais de encaixe simplifica a fiação em campo, enquanto o conceito de BaseUnit separa as funções dos terminais do módulo eletrônico. Dependendo da configuração, os módulos podem ser substituídos ou mantidos sem desmontar toda a estação. Os diagnósticos integrados por canal e por módulo ajudam os técnicos a identificar falhas rapidamente.

O Sistema ET 200SP também suporta diferentes arquiteturas de comunicação. A funcionalidade MultiFieldbus permite que configurações selecionadas operem com PROFINET, EtherNet/IP ou Modbus TCP, oferecendo maior flexibilidade aos fabricantes de máquinas ao fornecer equipamentos para diferentes clientes. Os módulos mestres IO-Link proporcionam outra camada de conectividade para sensores e atuadores inteligentes.

ET 200MP atende uma faixa de desempenho diferente. Utiliza a tecnologia modular de E/S associada ao SIMATIC S7-1500 e é adequado para aplicações que exigem processamento de sinal em alta velocidade, sincronização precisa ou uma configuração centralizada de módulos de grande porte. Pode ser instalado como E/S local ao lado de um controlador S7-1500 ou utilizado em uma estação distribuída por meio de um módulo de interface apropriado.

Como resultado, ET 200SP é frequentemente selecionado quando compactação e expansão flexível de canais são requisitos primários, enquanto o ET 200MP é especialmente indicado para máquinas sofisticadas e sistemas de produção nos quais velocidade de processamento, precisão de medição e operação determinística são mais importantes.

ET 200AL e ET 200pro Leve a E/S diretamente até a máquina

A remoção do gabinete de controle exige hardware de E/S capaz de suportar poeira, vibração, óleo, umidade e impacto mecânico. SIMATIC ET 200AL e ET 200pro aborda essas condições com invólucros protegidos e tecnologia de conexão orientada ao campo.

SIMATIC ET 200AL é um sistema compacto IP65/67 desenvolvido para espaços de instalação reduzidos. Seus módulos estreitos e leves podem ser montados em diferentes orientações, inclusive em componentes móveis da máquina. Conectores M8 e M12 permitem conectar sensores e atuadores sem tiras de terminais convencionais.

Aplicações típicas do ET 200AL incluem máquinas de montagem, sistemas de movimentação de materiais, equipamentos compactos de embalagem e seções de máquinas onde o peso e o espaço de instalação são limitados. A localização das entradas/saídas (I/O) próxima aos dispositivos de campo reduz o comprimento dos cabos e pode diminuir o risco de danos nos fios em aplicações móveis.

SIMATIC ET 200PRO oferece uma plataforma IP65/67 mais modular para instalação direta na máquina. Além das entradas/saídas (I/O) padrão e com segurança funcional, o sistema pode incorporar funções de comunicação, partidores de motores e controladores distribuídos. Isso o torna adequado para sistemas transportadores, linhas de produção automotiva, instalações logísticas e outras máquinas que exigem uma estação local de automação maior.

O ET 200pro pode, portanto, funcionar como mais do que uma interface remota de sinal. Com uma CPU integrada, uma seção da máquina pode processar tarefas de controle localmente, mantendo-se conectada à rede da planta. Esse conceito de inteligência distribuída pode reduzir os tempos de reação e facilitar a reutilização de módulos de máquina padronizados.

O ET 200eco PN estende os blocos de E/S sem gabinete

Nem toda aplicação exige uma estação modular. Quando um número definido de canais deve ser instalado diretamente no campo, SIMATIC ET 200eco PN oferece uma alternativa compacta de blocos de E/S.

ET 200eco PN é particularmente relevante para linhas de transporte, sistemas de manuseio, equipamentos externos e áreas de produção nas quais a instalação de uma caixa de controle adicional aumentaria os custos ou ocuparia espaço valioso. Funções digitais, analógicas, IO-Link e de segurança contra falhas padrão permitem que o sistema atenda a uma ampla gama de requisitos no nível de campo.

A escolha entre ET 200eco PN, ET 200AL e ET 200pro depende de mais do que proteção ambiental. Engenheiros devem considerar se a aplicação exige E/S em bloco fixo ou expansão modular, capacidade de controle local, canais fail-safe, funções de gerenciamento de motores, flexibilidade na substituição de módulos e capacidade futura.

A topologia de rede, a segmentação de energia, a compatibilidade eletromagnética, a codificação de conectores e a acessibilidade para manutenção também devem ser avaliadas durante o projeto. Posicionar as E/S mais próximas da máquina reduz a fiação convencional, mas aumenta a importância de uma instalação coordenada no campo e de diagnósticos de dispositivos.

Conclusão

SIMATIC ET 200 demonstra como as E/S distribuídas evoluíram de uma extensão remota da CLP central para uma camada completa de automação.

Cada área da máquina com a Família ET 200 , os fabricantes podem reduzir a fiação, melhorar os diagnósticos e construir sistemas de produção mais modulares. O resultado é uma arquitetura de automação que se estende desde o quadro de comando até a própria máquina, mantendo práticas consistentes de comunicação, engenharia e manutenção.