De la cabinetul de comandă la mașină: SIMATIC ET 200 îmbunătățește arhitectura I/O distribuită

Introducere

Arhitecturile de automatizare industrială devin din ce în ce mai descentralizate. În loc să dirijeze fiecare cablu de senzor și de acționare înapoi către un cabinet central de comandă mare, constructorii de mașini și operatorii de instalații plasează funcțiile de intrare și ieșire mai aproape de procesul de producție. Siemens răspunde acestor cerințe prin Simatic Portofoliul ET 200 de I/O distribuit . Această familie de produse include module compacte IP20 pentru cabinele de comandă, precum și dispozitive robuste IP65, IP67 și IP69K pentru montare direct pe mașini.

ET 200SP oferă I/O compact și scalabil pentru automatizarea generală, în timp ce ET 200MP susține aplicațiile modulare de înaltă performanță. ET 200AL este conceput pentru spații limitate de instalare și secțiuni mobile ale mașinilor. ET 200pro aduce funcții modulare de comandă și I/O în afara cabinetului, iar ET 200eco PN oferă blocuri robuste de I/O pentru instalare la nivel de teren. Împreună, aceste sisteme formează o bază flexibilă pentru automatizarea descentralizată modernă.

DE CE I/O distribuit Se apropie tot mai mult de proces

Într-o arhitectură centralizată convențională, semnalele de teren sunt conectate individual la Plăcile I/O în cabinetul principal de comandă. Această abordare este simplă pentru mașinile mici, dar cerințele de cablare cresc rapid pe măsură ce distanța dintre regulator și dispozitivele de teren crește. O stație distribuită de I/O colectează semnalele în apropierea mașinii și schimbă datele de proces cu regulatorul printr-o rețea industrială, cum ar fi PROFINET. Intrările digitale, măsurătorile analogice, ieșirile actuatorilor, datele IO-Link și informațiile de diagnostic pot fi, astfel, transmise prin aceeași infrastructură de comunicație.

Cablanele mai scurte pentru senzori și acționări pot reduce efortul de instalare, utilizarea canalelor de cabluri și erorile de cablare. Stațiile localizate facilitează, de asemenea, construcția modulară a mașinilor. O secțiune de transportor, o unitate de ambalare sau un skid de proces pot fi proiectate ca un modul funcțional și conectate la regulatorul de nivel superior în momentul asamblării liniei de producție. Schimbarea arhitecturală îmbunătățește, de asemenea, diagnosticul. Sistemele moderne distribuite de I/O poate raporta defecțiunile canalelor, întreruperile de cablu, scurtcircuiturile, absența tensiunii de sarcină și starea dispozitivului către sistemul de automatizare. Personalul de întreținere primește informații mai precise decât cele disponibile într-o instalație convențională bazată pe terminale.

The Portofoliul SIMATIC ET 200 acoperă atât configurațiile montate în tablouri, cât și cele montate pe mașini, permițând inginerilor să aleagă gradul de protecție, densitatea modulelor, interfața de rețea și conceptul de service necesare fiecărei zone a mașinii.

ET 200SP și ET 200MP Optimizați automatizarea bazată pe tablouri

SIMATIC ET 200SP este destinat aplicațiilor care necesită o densitate ridicată de canale într-un tablou de comandă compact sau într-o cutie de comandă descentralizată. Structura sa modulară include module de interfață, unități centrale de procesare (CPU), intrări/ieșiri digitale și analogice, module fail-safe, module de comunicație, module tehnologice și componente pentru pornirea motoarelor.

Tehnologia de terminale cu împingere simplifică cablarea pe teren, în timp ce conceptul BaseUnit separă funcțiile terminalelor de modulul electronic. În funcție de configurație, modulele pot fi înlocuite sau întreținute fără a demonta întreaga stație. Diagnosticul integrat la nivel de canal și modul ajută tehnicienii să identifice defecțiunile rapid.

The Sistemul ET 200SP susține, de asemenea, diferite arhitecturi de comunicație. Funcționalitatea MultiFieldbus permite unor configurații selectate să funcționeze cu PROFINET, EtherNet/IP sau Modbus TCP, oferind constructorilor de mașini o flexibilitate mai mare la livrarea echipamentelor către diverși clienți. Modulele master IO-Link oferă un alt nivel de conectivitate pentru senzori și acționări inteligenți.

ET 200MP servesc un domeniu de performanță diferit. Folosește tehnologia modulară I/O asociată cu SIMATIC S7-1500 și este potrivită pentru aplicații care necesită procesare rapidă a semnalelor, sincronizare precisă sau o configurație centralizată extinsă de module. Poate fi instalată ca I/O locală lângă un controller S7-1500 sau poate fi utilizată într-o stație distribuită prin intermediul unui modul de interfață adecvat.

Ca urmare, ET 200SP este adesea selectat acolo unde compactitatea și expansiunea flexibilă a canalelor sunt cerințe primare, în timp ce ET 200MP este foarte potrivit pentru mașini sofisticate și sisteme de producție în care viteza de procesare, precizia măsurătorilor și funcționarea deterministă sunt mai importante.

ET 200AL și ET 200pro Aduceți I/O direct la mașină

Eliminarea cabinetei de comandă necesită echipamente I/O capabile să reziste la praf, vibrații, ulei, umiditate și impact mecanic. SIMATIC ET 200AL și ET 200pro adresează aceste condiții cu carcase protejate și tehnologie de conectare orientată spre teren.

SIMATIC ET 200AL este un sistem compact cu gradul de protecție IP65/67, conceput pentru spații reduse de instalare. Modulele sale înguste și ușoare pot fi montate în diverse orientări, inclusiv pe componente mobile ale mașinii. Conectorii M8 și M12 permit conectarea senzorilor și a actuatorilor fără utilizarea benzelor obișnuite de terminale.

Aplicațiile tipice ET 200AL includ mașini de asamblare, sisteme de manipulare a materialelor, echipamente compacte de ambalare și secțiuni ale mașinilor în care greutatea și spațiul de instalare sunt limitate. Plasarea I/O în apropierea dispozitivelor de teren reduce lungimea cablurilor și poate diminua riscul deteriorării cablurilor în aplicațiile mobile.

SIMATIC ET 200PRO oferă o platformă modulară IP65/67 pentru instalarea directă pe mașină. În afară de I/O standard și I/O sigure în caz de defect, sistemul poate integra funcții de comunicare, pornitori pentru motoare și controlere distribuite. Aceasta îl face potrivit pentru sisteme de transport, linii de producție auto, instalații logistice și alte mașini care necesită o stație locală de automatizare mai amplă.

ET 200pro poate funcționa, așadar, ca mai mult decât o interfață de semnal la distanță. Cu un CPU integrat, o secțiune a mașinii poate prelucra sarcini de comandă local, rămânând în același timp conectată la rețeaua instalației. Acest concept de inteligență distribuită poate reduce timpii de reacție și poate facilita reutilizarea modulelor standardizate ale mașinilor.

ET 200eco PN extinde blocul I/O fără tablou

Nu fiecare aplicație necesită o stație modulară. Atunci când un număr definit de canale trebuie instalat direct în teren, SIMATIC ET 200eco PN oferă o alternativă compactă pentru blocul I/O.

ET 200eco PN este deosebit de relevant pentru linii de transport, sisteme de manipulare, echipamente exterioare și zone de producție unde instalarea unei cutii suplimentare de comandă ar crește costurile sau ar ocupa spațiu valoros. Funcțiile standard digitale, analogice, IO-Link și de siguranță permit sistemului să răspundă unei game largi de cerințe la nivelul terenului.

Alegerea dintre ET 200eco PN, ET 200AL și ET 200pro depinde de mai mult decât de protecția mediului. Inginerii trebuie să ia în considerare dacă aplicația necesită I/O în blocuri fixe sau extensie modulară, capacitate de comandă locală, canale fail-safe, funcții de gestionare a motoarelor, flexibilitate la înlocuirea modulelor și capacitate viitoare.

Topologia rețelei, segmentarea alimentării electrice, compatibilitatea electromagnetică, codificarea conectorilor și accesibilitatea întreținerii trebuie, de asemenea, evaluate în faza de proiectare. Plasarea I/O mai aproape de mașină reduce cablajul convențional, dar crește importanța instalării coordonate în câmp și a diagnozei dispozitivelor.

Concluzie

SIMATIC ET 200 demonstrează cum I/O distribuit s-a evoluat de la o extensie la distanță a PLC-ului central către un strat complet de automatizare.

Prin potrivirea fiecărei zone a mașinii cu Familia ET 200 , producătorii pot reduce cablajul, îmbunătăți diagnoza și construi sisteme de producție mai modulare. Rezultatul este o arhitectură de automatizare care se extinde de la cabinetul de comandă până la mașină în sine, menținând în același timp practici coerente de comunicare, inginerie și întreținere.