در این مقاله ما در مورد تجهیزات جانبی غیرمتمرکز یا IOهای توزیع شده صحبت خواهیم کرد، ما قصد نداریم به پورتال TIA نگاهی بیندازیم، ما فقط قصد داریم در مورد اینکه IOهای توزیع شده چیست و چرا به آن نیاز داریم بحث کنیم.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
پریفرال‌های خارجی
دستگاه‌های ورودی/خروجی توزیع‌شده، دستگاه‌هایی هستند که در سیستم‌های اتوماسیون و کنترل استفاده می‌شوند. آن‌ها به عنوان واسطه‌ها بین کنترل‌کننده مرکزی (پی ال سی) و سنسورها و اکچویتورهای مختلف نصب شده در فرایند اتوماسیون شما عمل می‌کنند. تصورشان را به عنوان رسانه‌هایی بکنید که اطلاعات را از سنسورها جمع‌آوری کرده و دستورات را به اکچویتورها ارسال می‌کنند.
اتوماسیون توزیع‌شده
این رویکرد توزیع‌شده با ساده کردن سیم‌کشی، به جای این که تمام سیم‌ها به طور مستقیم به PLC بروند، شما این دستگاه‌های ورودی/خروجی توزیع‌شده را در سمت دستگاه نصب می‌کنید. آن‌ها اطلاعات را از سنسورها (مانند دما یا حرکت) جمع‌آوری کرده و دستورات را به اکچویتورها (مانند موتورها یا شیرها) ارسال می‌کنند. این باعث می‌شود که کل سیستم به طریقی بهتر کار کند، با کمترین سیم‌کشی، و همچنین مدیریت و گسترش آن آسان‌تر شود که نتیجه آن افزایش انعطاف‌پذیری سیستم است.
در بخش بعدی، ما با استفاده از چند مثال تلاش می‌کنیم ایده و نیاز به ورودی/خروجی توزیع‌شده را به یک شکل ساده توضیح دهیم.
مثال ساده برای توضیح نیاز به ورودی/خروجی توزیع‌شده
بیایید فرض کنیم که یک دستگاه تولید داریم، این دستگاه توسط یک پی ال سی کنترل می‌شود، هر نوع پی ال سی، تصویر 1 را ببینید.
تصویر 1. ماشین تولیدی که از طریق پی ال سی کنترل می شود.
همانطور که می‌بینید، پی ال سی که دستگاه را کنترل می‌کند، در محل و در سمت دستگاه نصب شده است. همانطور که می‌دانیم پی ال سی ها برای عملکرد در شرایط سخت طراحی شده‌اند، بنابراین ایده کاملاً بد نیست که پی ال سی را در سمت دستگاه نصب کنیم، زیرا می‌دانیم که می‌تواند شرایط مختلف عملیاتی مرتبط با دستگاه را تحمل کند، بدون توجه به دمای محیط بالا، رطوبت، ارتعاشات و غیره.
حالا فرض کنید که نیاز به اصلاح فرآیند خود داریم و کنترلی بیشتر بر دستگاه داریم، به این معنی که نیاز به افزایش تعداد ورودی‌ها و خروجی‌های دستگاه داریم، این بدان معنی است که نیاز خواهیم داشت به یک پی ال سی بزرگتر با تعداد بیشتری IOs، یا حداقل باید ماژول‌های IO را به پی ال سی فعلی اضافه کنیم.
باید بدانید که افزودن ماژول‌های IO اضافی به پی ال سی فعلی به پی ال سی که برای پروژه خود انتخاب کرده‌اید بستگی دارد، زیرا هر پی ال سی حداکثر تعداد IOهایی که می‌توانید به آن اضافه کنید را دارد.
پس اگر تعداد اضافی IOهایی که نیاز داریم بیشتر از حداکثر تعداد IOهایی باشد که می‌توانم به پی ال سی اضافه کنم، آنگاه باید یک پی ال سی بزرگتر بگیرم، و این به معنی نوشتن مجدد نرم‌افزار شما برای پی ال سی جدید است یا حداقل مهاجرت پروژه شما است. تصویر 2 را ببینید.
تصویر 2. پی ال سی بزرگتر برای extension ماشین جدید.
بنابراین، با توسعه جدید، ما باید یک پی ال سی بزرگتر بگیریم.
حالا، ما گفتیم که پی ال سی می‌تواند در میدان نصب شود و برای تحمل شرایط سخت طراحی شده است، اما معمولاً این کاری نیست که انجام می‌شود، و معمولاً پی ال سی در فاصله‌های دور در یک مکان خوب‌شده و محافظت شده مانند اتاق MCC نصب می‌شود.
این بدان معنی است که هر سیگنال ورودی یا خروجی فرآیند ما باید از سمت دستگاه به پی ال سی در اتاق MCC وصل شود، بنابراین اگر 100 سیگنال IO داشته باشم، باید 100 کابل سیگنال بین دستگاه و پی ال سی بکشم. و اگر نیاز به گسترش آینده داشته باشم، باید کابل‌های جدید اضافی را بکشم. تصویر 3 را ببینید.
تصویر 3. نصب پی ال سی در داخل اتاق MCC.
همانطور که می‌بینید، حالا باید برای هر سیگنال IO که در فرآیند ما داریم، یک کابل بین پی ال سی و دستگاه بکشیم. این ممکن است در یک دستگاه کوچک با تعداد کمی از IOها قابل قبول باشد، اما در یک فرآیند بزرگ با تعداد زیادی از IOها اینطور نیست.
زیرا این کار شامل بکشیدن تعداد زیادی از کابل‌ها خواهد بود، این هزینه این فرآیند را افزایش می‌دهد و همچنین مشکلات جدیدی را معرفی می‌کند که نیاز به رسیدگی دارند، مانند مسیرهای کابل، سازگاری EMC، سینی‌های کابل و سایر ملاحظات اضافی.
و اینجاست که تجهیزات جانبی خارجی یا ماژول‌های Distributed IO بسیار مفید می‌شوند. تصویر 4 را ببینید.
تصویر 4. استفاده از دستگاه IO توزیع شده.
یک ماژول Distributed IO به طور ساده یک ماژول IO است که می‌تواند در سمت دستگاه نصب شود تا تمام ورودی‌های فرآیند را جمع‌آوری کرده و به پی ال سی ارسال کند، همچنین سیگنال خروجی را از پی ال سی دریافت و به دستگاه‌های اجرایی مرتبط ارسال کند.
همانطور که از تصویر مشاهده می‌کنید، اتصال بین پی ال سی و دستگاه حالا با بکشیدن یک کابل ارتباطی بین دستگاه Distributed IO و پی ال سی انجام شده است. ماژول‌های Distributed IO دارای قابلیت‌های ارتباطی زیادی هستند، در مثال ما فرض شده که ارتباط Profinet وجود دارد، بنابراین رنگ سبز مشاهده می‌شود.
استفاده از یک ماژول Distributed IO به شما این امکان را می‌دهد که IOهای فرآیند خود را بدون نیاز به نصب یک پی ال سی بزرگتر گسترش دهید. شما فقط باید IOهای جدید را به دستگاه خود اضافه کنید و ارتباط بین پی ال سی همچنان با استفاده از Profinet یا هر روش ارتباطی دیگر همانند قبل باقی می‌ماند.
حتی می‌توانید یک دستگاه کاملاً جدید را با همان پی ال سی کنترل کنید، فقط باید یک کابل ارتباطی جدید از پی ال سی به دستگاه جدید بکشید. تصویر 5 را ببینید.
تصویر 5. کنترل 2 ماشین با پی ال سی یکسان.
همانطور که مشاهده می‌کنید، برای کنترل یک دستگاه کاملاً جدید با پی ال سی خود، فقط یک کابل ارتباطی اضافی از پی ال سی به دستگاه لازم است. البته باید مطمئن شوید که قابلیت‌های پی ال سی شما قادر به پردازش و کنترل دو دستگاه باشد.
یک مورد دیگر، ماژول‌های Distributed IO می‌توانند با برندهای مختلف پی ال سی استفاده شوند، به این معنی که می‌توانم از برندهای مختلف Distributed IO با پی ال سی زیمنس استفاده کنم. تصویر 6 را ببینید.
تصویر 6. استفاده از برندهای مختلف IOهای توزیع شده.
در تصویر مشاهده می‌شود که یک دستگاه از دستگاه Distributed IO شرکت زیمنس استفاده می‌کند و دستگاه دیگر از دستگاه Distributed IO شرکت اشنایدر استفاده می‌کند و هر دو با استفاده از پی ال سی یکسان کنترل می‌شوند.
نتیجه‌گیری
ماژول‌های Distributed IO برای گسترش سیستم کنترل استفاده می‌شوند که امکان اتصال تعداد زیادی سنسور و اکچویتور را در فواصل زمانی بلند فراهم می‌کند.
استفاده از Distributed IO به مقایسه با اتصال سیگنال بین دستگاه و پی ال سی به روش سنتی، نیاز به کابل کمتری دارد.
افزودن یا حذف دستگاه‌ها در یک سیستم Distributed IO بسیار آسان است که آن را به یک سیستم بسیار قابل توسعه و قابل اعتماد تبدیل می‌کند.
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
