Systeemstandaardisatie stroomlijnt industriële ontwerpen

Voor alle digitaal bewaakte of geautomatiseerde apparatuur werken controllers samen met fysieke sensoren en uitvoerapparaten met behulp van elektronische invoer-/uitvoersignalen (I/O). Alle soorten apparatuur hebben I/O-systemen nodig die fysiek kunnen worden aangesloten en functioneel kunnen worden gekoppeld aan een groot aantal bedrade elektrische signalen. Deze systemen bieden naadloze connectiviteit van het veld naar de controller en ondersteunen Industrial Internet of Things (IIoT)-initiatieven.

Afhankelijk van de toepassing kunnen ontwerpers een of meer pc's, ingebouwde microcontrollers, programmeerbare logische controllers (PLC's) en/of andere componenten gebruiken om hun systemen te automatiseren. Zoveel controllerkeuzes kunnen leiden tot een situatie waarin ontwerpers talloze soorten I/O-systemen moeten toepassen, wat de ontwerpinspanning, hardwarekosten en vereisten voor reserveonderdelen opdrijft. Gelukkig zijn er externe I/O-systemen beschikbaar, gebaseerd op industriestandaarden, waarmee apparatuurbouwers hun ontwerpconsistentie kunnen behouden, het werk kunnen vereenvoudigen en de automatiseringsflexibiliteit kunnen vergroten.

Gestandaardiseerde externe I/O (afbeelding 1) helpt apparatuurontwerpers op veel manieren:ontwerpers en technici hoeven slechts één platform te leren, het vermijdt dure en eigen hardware en software, biedt meer keuze voor I/O-signalen en vermindert de vereiste voorraad reserveonderdelen .

Voor bijna elke controller kan een apparatuurbouwer kiezen - en voor vrijwel elk denkbaar discreet of analoog veldsignaal - een gestandaardiseerd remote I/O-platform is de juiste keuze.

Omdat I/O-signalen zich overal op een machine kunnen bevinden, kan het omslachtig zijn om ze terug naar één centrale locatie te bedraden. Met Remote I/O kunnen bouwers I/O-modules installeren op logische en handige locaties waar groepen punten zijn gelokaliseerd, en deze vervolgens met een enkele netwerkkabel op de controller aansluiten.

Hieronder volgen enkele belangrijke externe I/O-systeemvereisten:

• Compatibiliteit met standaard industriële communicatieprotocollen

• Flexibele en schaalbare architectuurarrangementen

• Naleving van IEC- en UL-normen

• Compacte vormfactoren, snelle montage, eenvoudige bedrading

• Verscheidenheid aan I/O-modules die elk signaaltype accepteren

• Eenvoudige configuratie

• Duidelijke statusindicatie voor modules en punten

Traditioneel werden seriële communicatiemedia RS-485 op grote schaal gebruikt, maar tegenwoordig wint Ethernet steeds meer aan belang.

In beide gevallen is Modbus (respectievelijk RTU en TCP) een industriestandaard protocol dat I/O-platforms zouden moeten ondersteunen voor de beste interoperabiliteit.

Externe I/O-systemen met gateway- of mastermodules bieden de beste architecturale flexibiliteit en schaalbaarheid, terwijl compacte vormfactoren, inklikbare modulaire assemblages, een brede selectie van I/O-modules en conformiteit met de industrieclassificaties installatie waar nodig mogelijk maken. Gebruikers moeten er ook voor zorgen dat I/O-systemen eenvoudig te installeren en te bedraden zijn, en gebruik te maken van push-in-bedrading voor connectiviteit zonder gereedschap en langdurige trillingsbestendigheid (Afbeelding 2).

Gebruikers zullen het handigst vinden als het I/O-systeem vooraf op de werkbank kan worden geconfigureerd met eenvoudige software en een standaard micro-USB-kabel. Na installatie moeten LED-statuslampjes en markeringsvoorzieningen worden aangebracht om gebruikers te helpen de I/O in bedrijf te stellen en te onderhouden.

Het kiezen van het juiste gestandaardiseerde externe I/O-platform vereenvoudigt de taak van het automatiseren van apparatuur en het maken van IIoT-applicaties, en zorgt voor naadloze connectiviteit tussen bijna elk type veldapparatuur en controllers.