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技术指南

图尔克TURCK高防护等级总线模块分布式I/O系统颇具适用性


发布日期:[2013-08-02] 共阅[1287]次

 

不仅仅是安装于现场的开关信号。分布式I/O模块化总线系统,一直以来都是自动化领域发展的趋势。它在现场级总线Profibus协议方面的应用也越来越广泛。Profibus协议组织(PNO)的目标是,到2007年底Profibus的应用案例能够翻一番,达到2000万个。2004年Profibus的应用案例增加了260万个,较2003年增长了30%。同时,我们也应该注意到相关元器件的销售。我们目前面临的问题是如何集成分散的外围设备。

 

许多供应商都提供了IP20的总线产品,并广泛的应用于工控领域。低防护等级仅仅节约了工程成本,而模块、连接件的高防护等级,以及通道的自诊功能却可以使您的控制系统得到了更大的提升。
目前,我们可以很容易地将模块安装在设备上,这样虽然可以减少传感器到模块间的信号线长度,却不能减少从传感器拉线穿管之类的工作量。更可怕的是反极性会给系统造成伤害。
当信号点增加时,总线节点也需增加,新的信号线需要从原先已经布好的线管内穿过,这是过低的防护等级带来的不便。IP67的高防护等级带给我们更大的安装灵活性,体现出更强大的性能。因此,高性能的总线系统应该成为集成自动化的。

只有高性能总线系统才适用于分布式自动控制
图尔克是工控行业的全系列供应商,其传感器、编码器、接插件以及现场总线等产品构成了一个金字塔式的供应链。近几年,总线产品在这个金字塔中的地位显得越发重要,同时总线产品的增长速度也超过了平均水平。
在接下来的一年,高防护等级的总线产品销售将占到15%,其中IP67总线产品起到了重要作用。IP67的发展目标是以其灵活的安装和高品质的接插件弥补IP20产品的不足。
基于紧凑的外型设计,扩展模块的宽度仅为32毫米,这种设计使模块在安装上节约了很大的空间,便于安装在机械设备和生产线上。在这方面,木工机械和压铸成型都是很好的应用案例。这两方面的应用也都需要分布式I/O系统具有更高性能,用以区分不同的信号类型。

适用性是发展趋势
  在IP67防护等级下,潮湿和灰尘问题都得到了很好的防御,使得总线系统能用于更恶劣的环境。
使用于机床上的现场总线,需要经受得住潮湿环境的侵袭,例如钻床的白乳液或者是飞溅的油性液体。这方面的应用客户将是高防护等级I/O的追捧者。
IP67高防护等级,使得总线模块不再需要安装在控制柜内,安装于现场的总线模块也不再需要防护箱体,同时穿管的走线方式也将被高品质的预铸电缆所取代。这些都是低防护等级的缺点所导致的必然趋势。

工程和维护
对于两套不同的总线系统而言,并非仅仅是硬件成本和功能特性的比较,整套系统的服务寿命也应考虑在内。图尔克为客户提供了免费使用的选型和测试软件I/O-Assistant,它能为客户提供有效的帮助。
当使用现场总线时,首先需要根据分布式I/O点数建立控制站,这时就需要使用I/O-Assistant软件进行组态,利用这个软件可以很方便的进行这项工作。
该软件省时又省力,当工作站被组态完成后,相关数据如外形尺寸、性能参数、型号货号等都生成了相应的列表。这个软件可以根据理论上的数据,例如每个电子模块输入输出的电流算出整个工作站的zui大输入输出电流。
用户也可以根据这些数据来确定是否有必要增加辅助电源。同时还可以将个人电脑与BL67网关相连接,对该工作站所有的I/O点进行在线模拟监控仿真。这种人为仿真测试还可对每个输入输出点进行检测。
这种软件的测试,预先对实际运行的状态进行了检测,可以减少相当数量的现场故障,确保了实际应用中Profibus主站与PLC连接能够正常采集各传感器信号。

系统构成
I/O总线系统包括网关和扩展模块。网关在每个站的首部,负责总线的通讯。在这里,网关起到了连接PLC和分布式I/OI/O模块的作用。同时,它可以将I/O数据转换成支持Profibus DP、DeviceNet和CANopen等总线协议的数据类型。以太网关支持第三方协议,可以满足更多要求,如Modbus TCP、Profinet IO以及以太网IP。这增大了总线产品的适用性。
虽然,BL67有很强的适用性,但它也根据不同的PLC厂商而改变不同的型号。在组态时,根据总线协议的不同,选择不同的GSD和EDS文件。现场总线采用防护等级达到IP67的线缆。BL67产品I/O通道具有4针M12接插件预铸电缆,防护等级也达到IP67,同时减少了现场接线时间和人工消耗,更牢固,更便捷。

模块可以带电插拔和扩展
  为了符合实际应用的要求,网关后面可以根据需要进行模块扩展。扩展模块独立于底板,但可与底板固定并与网关相连接。
底板模块有M8、M12、M23和7/8″针等连接方式,它可以与电子模块自由组合。当模块需要同型号更换时,底板无需做任何改变,支持热插拔。当电子模块被拔出时,有两个机械识别码被留在底板上,防止在更换模块时发生错误。另外,输入模块还提供了PNP和NPN两种输入方式,这两个模块非常相似。
高防护等级独立模块还具有点诊断、点保护的功能,如输入输出断路、短路等。同时,模块输入输出通道自由配置的方式,使模块具备更大的灵活性和实用性。总之,以上功能都使图尔克总线产品有了更强的竞争力。对于模拟量输入输出模块,我们提供了0/4…20mA电流、-10/0…10V电压、热电偶以及连接铂镍传感器等模拟量模块。特殊功能模块还可以将RS232、RS485/422等特殊协议转换成标准总线协议数据。
另一方面,电源部分对于一条总线系统也是非常重要的部分,通过网关给总线供电受到电流的限制,供电的瞬时峰值电流zui大为4A,这使得工作站的IO点数受到限制,现在我们利用电源模块对分布式I/O进行分组供电,解决了网关供电的不足。

 
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