O LioN-P DCU1 da Lumberg Automation faz parte dos Módulos I/O Programáveis que combinam os benefícios de um módulo de I/O de campo (IP67) com os um controlador lógico programável (PLC) num único dispositivo para um desempenho fácil e personalizado das funções de automação.
O IO-Link é a primeira tecnologia I/O padronizada para comunicação com sensores e atuadores. Na Lumberg Automation os LioN-Power e IO-Link Masters e Hubs permitem essa padronização com vários recursos de primeiro setor.
Os conectores híbridos compactos M12 transferem dados e energia Fast Ethernet num único interface, tornando a instalação – mesmo em espaços apertados – rápida e fácil. Além disso, a sua resistência superior ao trabalho mecânico garante maior tempo de atividade e menores exigências de manutenção.
Os conjuntos de cabos M8 de 5 polos facilitam o atendimento das mais altas exigências de velocidade e flexibilidade de instalação. Você pode até conectar a mais nova geração de sensores IO-Link , Classe A e B.
Quando apenas o melhor é bom o suficiente – o conector M12 mais forte do mundo
A Lumberg Automation M12 Power Series abre o mundo da tecnologia convencional M12 para transmissão de alta potência.
Carregando 16 A a 630 V é a sua resposta à crescente demanda por conectividade poderosa nas menores caixas possíveis.
Vantagens:
Unidades de controle distribuídas são módulos de I/O IP67 com funcionalidade CLP integrada que pode executar uma variedade de funções, desde operações lógicas simples até a solução de problemas de controle mais complexos diretamente no módulo. O módulo de I/O de controlador programável de campo LION-P DCU1 da Lumberg Automation fornece suporte a multiprotocolo e tecnologia de codificação L de potência M12.
Isso significa que o LION-P DCU1 pode ser usado como um módulo de I/O padrão, um DCU independente ou num DCU misto em combinação com um PLC de nível superior. Além disso, Profinet, EtherCAT e EtherNet/IP são todos suportados. A adição de dois conectores M12 L-coded pode fornecer até 16 amps de potência de saída.
À medida que as empresas competem para colocar seus produtos no mercado mais rápido e mais barato, elas precisam de soluções simples para permitir uma implementação quase imediata. No entanto, não há tempo ou orçamento para ferramentas especiais ou engenheiros e eletricistas caros e altamente treinados.
Em nosso blog anterior sobre os “4 Benefícios dos Módulos de I/O Universal para Fábricas Inteligentes” , discutimos como os módulos de entrada / saída (I/O) universais permitem que os fabricantes de máquinas façam mais com menos. Hoje, estamos discutindo como a atualização para um tipo específico de módulo de I/O – unidades de controle distribuídas (DCUs) – pode oferecer um novo nível de eficiência e automação acessível para fábricas inteligentes.
Há uma tendência crescente no setor de automação, focada na descentralização, para que as máquinas e as linhas de produção operem de maneira mais modular. Isso significa operações simplificadas de operações e manutenção (reduzindo o tempo de inatividade) e fábricas prontas para o futuro, para que novas atualizações possam ser facilmente configuradas na rede existente. Essa alteração é possível graças à adição da funcionalidade do controlador lógico programável (PLC) em módulos de I/O universais por meio de DCUs. Um DCU suporta o manuseio separado de cada parte da linha de produção e atua como um único dispositivo de comunicação que conecta todos os componentes.
Os DCUs são módulos de I/O com a funcionalidade do controlador lógico programável integrado (PLC) que conecta sensores e atuadores. Eles tornam a automação possível – desde operações lógicas simples até problemas de controle muito mais complexos. Graças aos DCUs, tudo é possível sem precisar de um PLC de nível superior, um dispositivo que é mais difícil de substituir em uma linha de produção.
Encontrar uma alternativa ao PLC é o tipo de avanço que é crucial para os fabricantes desafiados a melhorar constantemente a eficiência. Os DCUs executam a comunicação, separam os dados de diagnóstico dos dados do processo e permitem conexões ciber-físicas – tudo isso alivia a carga de tráfego de rede normalmente colocada no CP. Essa abordagem mantém dados operacionais dos sensores e atuadores próximos à parte afetada da máquina para facilitar o monitoramento de máquinas individuais. E, por razões de segurança, mantém a propriedade intelectual dos sub-sistemas dentro da própria máquina, um método muito mais seguro e descentralizado do que a passagem da propriedade intelectual através de um PLC.
Os DCUs oferecem ao usuário final mais flexibilidade do que nunca, pois encontram novas maneiras de melhorar a eficiência, a facilidade de uso e a instalação de tecnologia em suas instalações. Aqui estão três modos que um DCU poderia servir em sua rede:
Normalmente, os módulos de I/O sempre transmitem dados de entrada a um controlador e só definem uma saída se o controlador informar. Operando no modo escravo I/O padrão, você não precisa de um programa dentro do DCU.
Neste tipo de modo, a inteligência (programa de controle) fica dentro do módulo de I/O, mas o aplicativo só inicia e para, ou transmite dados para o PLC, sob comando.
A inteligência (programa de controle) fica dentro do módulo de I/O, portanto nenhuma troca de I/O com o PLC é necessária para determinar o que fazer com os sinais. É completamente independente de qualquer ferramenta de engenharia e a conexão ao PLC não é necessária. Essa opção leva você a “automação de um dispositivo”.
Quando aplicados em um ambiente industrial automatizado, os DCUs integram benefícios funcionais e financeiros para o construtor de máquinas e o usuário final. Aqui está uma pequena lista de benefícios do DCU que estão melhorando as fábricas inteligentes, impulsionando a inovação corporativa e transformando a infraestrutura.
Tendências do mercado : O gerenciamento do big data e da computação em nuvem requer abordagens inovadoras e flexíveis para vincular máquinas fieldbus às tecnologias de rede IP. Os fabricantes exigem produtos inteligentes que permitem um acoplamento de dispositivos mais rápido e fácil – dispositivos que podem compartilhar informações de qualquer evento a qualquer momento com a rede Ethernet. O acoplamento mais fácil de dispositivos é fundamental ao fazer adições ou reconfigurar as partes de uma rede para reduzir o tempo de inatividade.
Com DCUs : os DCUs podem simplificar as soluções de transmissão de dados e adaptar os sistemas existentes. Isso se deve à compatibilidade “plug-and-produce” que as DCUs oferecem, facilitando a adaptação aos sistemas atuais e simplificando a transmissão de dados, pois ela é proveniente de máquinas individuais, em vez de ser roteada para um PLC. (Procure DCUs com opções multiprotocolo que suportem os principais protocolos Ethernet: PROFINET, EtherNet / IP e EtherCat.)
Tendências do mercado : As empresas estão sob pressão para atualizar suas máquinas para que possam aproveitar as novas soluções e protocolos de conectividade Ethernet / nuvem, como o OPC UA . Mas muitas máquinas de fieldbus mais antigas não podem ser monitoradas via nuvem ou Ethernet. Com orçamentos apertados, a indústria de automação foi forçada a fazer uma escolha difícil: Risco perder essas vantagens ou pagar o alto preço para atualizar as unidades antigas.
Com DCUs: os DCUs têm a capacidade de tornar as máquinas mais antigas prontas para Ethernet, apenas colocando um DCU diretamente na máquina e tocando nos dados dos sensores existentes. Isso poupa ao usuário final o trabalho de atualização com CPs ou gateways caros e faz uso de suas máquinas existentes.
Tendências do mercado : Os impactos das tendências, como Industrie 4.0, digitalização e globalização no setor de automação transformaram sua infraestrutura. À medida que mais processos são automatizados, os dispositivos em nível de campo podem agora ser instalados em ambientes mais hostis; ambientes que podem ter sido difíceis ou perigosos para serem mantidos manualmente.
Com DCUs: os DCUs significam implementação rápida e fácil em fábricas inteligentes. A troca de módulos é simplificada pela natureza “plug-and-produce” do DCU. Esse tipo de conveniência não precisa ser sacrificado ao aplicar DCUs em ambientes hostis ou remotos, já que alguns DCUs são altamente qualificados para suportar os elementos. Por exemplo, o DCU da Belden foi projetado para operar em ambientes hostis em diferentes setores, como automotivo ou de fabricação de alimentos e bebidas, manuseio de material ou embalagem e transporte. Também pode ser usado por construtores de máquinas ou por máquinas robóticas.
Mais do que rápido e fácil de instalar, os módulos de I/O com DCUs são projetados para implementação imediata . Como nos referimos na Parte 1 deste blog, os módulos de I/O seguem um método “plug-and-play”. Um produto plug-and-play, como o próprio nome sugere, pode simplesmente ser conectado a uma máquina existente e ligado. E funciona sem mais configurações.
Os compradores só precisam se lembrar de especificar um módulo com tantas entradas ou saídas quantas o módulo atual exigir. Lembre-se: Um verdadeiro módulo plug-and-play-ready virá com adaptadores adicionais que permitem mudanças futuras sem a necessidade de novos furos de montagem.
A Internet das Coisas Industrial (IIoT) está revolucionando a fabricação e exigindo maior produtividade. À medida que as empresas competem para colocar seus produtos no mercado mais rápido e mais barato, elas precisam de soluções simples para permitir agilidade em suas operações – tudo com um simples toque de dedo.
Para entendê-lo, vamos considerar um termo semelhante ao qual você provavelmente já está familiarizado – “plug-and-play”. Um produto plug-and-play, como o próprio nome sugere, pode simplesmente ser conectado e ligado – e funciona. Ele carrega uma expectativa de facilidade de uso e operação confiável e infalível. A extensão prática dos produtos plug-and-play, quando você os aplica em toda uma instalação industrial, deu lugar ao termo plug-and-produce.
Muitas empresas de conectividade e rede estão evoluindo seus produtos para seguir os princípios de plug-and-produce. Com um novo conjunto de possíveis produtos e soluções na ponta dos dedos, os fabricantes de máquinas terão muitos benefícios diretos.
Um desses produtos é módulos de entrada / saída (E / S) universais. Os módulos de I/O universais são essenciais para construir redes que operam no novo mundo de plug-and-produce. Isso não só torna a vida dos construtores de máquinas mais fácil, mas também tem um impacto direto na linha de fundo. É especialmente valioso para os fabricantes de máquinas que enfrentam restrições de espaço e orçamento, ou maiores requisitos de potência e desempenho.
Se você quiser tornar a visão do plug-and-produce uma realidade, você precisará desses módulos de I/O universais para que isso aconteça. Vamos examinar o impacto que esses módulos de I/O terão nos construtores de máquinas e os quatro principais benefícios que eles trarão:
O módulo de I/O mais ideal é verdadeiramente universal. Permite o uso de projetos de máquinas atuais ou antigas, facilitando uma futura atualização.
Os módulos de I/O universal não precisam de entradas ou saídas específicas. A capacidade de comprar um módulo com quantas entradas ou saídas você precisar – em vez de ficar restrito às 8 entradas e 8 saídas típicas – significa que você pode adequar o módulo às suas necessidades, e não o contrário.
Além disso, um módulo de I/O pronto para produção e plug-in virá com adaptadores adicionais. Isso permite que os construtores de máquinas não apenas comprem módulos com as acomodações de que precisam, mas também mudem de rumo e acomodem aplicações variadas sem fazer novos furos de montagem.
A escolha de um módulo de I/O universal pode ajudá-lo a armazenar menos tipos e variantes de produtos e, em última análise, simplificar seus fornecedores. Os fabricantes de máquinas podem manter um módulo na prateleira e adaptá-lo para todas as aplicações.
O módulo de I/O correto possui mapeamento de bit entre as portas físicas do módulo e a representação lógica. Isso significa que o comprimento do mapeamento pode ser configurado de qualquer maneira necessária para ser trocável com qualquer módulo usado na máquina.
Portanto, se o software em um módulo de I/O for compatível com todos os outros módulos da máquina, a necessidade de múltiplos módulos de I/O terá desaparecido e o inventário será simplificado. E, com menos tipos de dispositivos para estoque, menos espaço de armazenamento é necessário para peças de reposição.
Os módulos de I/O Universal devem atender a vários protocolos do setor para uso global e regional, incluindo PROFINET e EtherNet / IP.
Sem essa capacidade, os construtores de máquinas para operações globais estão emperrados, substituindo os módulos de I/O nas máquinas para atender aos requisitos específicos do país ou específicos do protocolo. Isso envolve inúmeras variantes de produtos e uma ampla e complexa cadeia de fornecedores.
Mas, com o módulo de I/O correto, que atende a diversos protocolos do setor, a operação global é perfeita.
Módulos de I/O mais adaptáveis e fáceis de personalizar significam que seus clientes não precisam gastar tempo e dinheiro treinando a equipe em novos módulos. Com menos peças para treinamento, substituições de módulos mais fáceis e menos tempo de inatividade, os construtores de máquinas podem ajudar seus clientes a obter uma maior eficiência geral e redução de custos.
Além disso, a capacidade de usar um módulo para múltiplas aplicações, em vez de comprar constantemente novos módulos para atender às necessidades em evolução, impacta positivamente os resultados finais.
Esses benefícios mostram que os módulos universais de I/O são a chave para operar no novo ambiente de construção de máquinas e plug-and-produce. Se os construtores de máquinas encontrarem os módulos de I/O corretos, eles poderão simplificar as operações e economizar dinheiro – essencialmente, fazendo mais com menos.
Para ajudar os fabricantes de máquinas a se converterem em uma rede plug-and-produce, a Belden e a Lumberg Automation criaram uma família de dispositivos para fábricas inteligentes que inclui módulos de I/O ativos, hubs de I/O, unidades de controle distribuídas (DCUs), switches Ethernet conectores e cabos.
Os módulos de I/O LION-Power Active não apenas oferecem os benefícios que descrevemos como também suportam os protocolos PROFINET e EtherNet / IP e os diferentes componentes de energia. Sua habilidade multiprotocolo reduz o número de itens de estoque ou peças de reposição necessárias. No geral, os recursos deste produto o tornam econômico, fácil de manusear e flexível.
No novo modelo, a maior parte da função de controle ocorre em nível de campo, uma mudança massiva que requer novos tipos de dispositivos em nível de campo.
Os novos dispositivos serão “plug-and-produce”, ou seja, eles são simplesmente conectados, ligados e pronto! – eles trabalham. Muitos deles também incluirão recursos de controle lógico programável. Esses dispositivos flexíveis e modulares em nível de campo facilitarão as rápidas mudanças na fabricação, levando os produtos ao mercado mais rápido e mais barato. Esta é uma capacidade chave da Fábrica Inteligente do Futuro.
O que plug-and-produce-devices significam para a infra-estrutura de controle e comunicação de amanhã? Aprofundar seu conhecimento da IIoT lendo para aprender sobre a próxima geração de dispositivos em nível de campo.
Hoje os gabinetes de controle ou switch contêm os componentes para as principais funções dos sistemas de automação:
No futuro, muitas dessas funções passarão para o nível de campo. O espaço do gabinete será recuperado e colocado em uso para linhas de produção adicionais ou as fábricas serão menores e mais eficientes. Para conseguir isso, as funções acima precisam ser manipuladas por dispositivos interoperáveis, plug-and-produce, em nível de campo, incluindo:
À medida que os equipamentos migram dos gabinetes de controle para o chão-de-fábrica, as versões em nível de campo deles precisam ser reforçados industrialmente, com os níveis IP de IP65 até IP69K. Além disso, eles precisam incluir capacidade lógica programável ou trabalhar com dispositivos que a possuem.
Os dispositivos compactos de nível de campo colaborativos trabalharão juntos para fornecer sistemas de controle de automação discretos e modulares eficazes. Como a infraestrutura de plug-and-produce continua a ser refinada, os componentes adicionais, como distribuição de energia, fornecimento de energia e gateways na nuvem, são os próximos avanços práticos.
O modelo de automação da IIoT de amanhã consiste em dispositivos de nível de campo robustos, colaborativos, plug-and-produce.
Os produtos usados para construir sistemas plug-and-produce em nível de campo incluem:
Os módulos de I/O ativa interagem diretamente com sensores e atuadores e transmitem dados de e para um PLC por meio de uma rede Ethernet industrial. As gerações mais recentes de módulos de I/O ativos fornecem:
Esses recursos aumentam a flexibilidade e a funcionalidade dos módulos, reduzindo o número de itens de estoque necessários.
Os hubs de I/O são dispositivos IO-Link que estendem as instalações da máquina conectando várias I/O´s digitais por porta IO-Link. Com aplicações de automação, a comunicação ponto-a-ponto IO-Link pode ser usada para transmitir dados e energia para distâncias de até 20 metros.
Os novos DCUs plug-and-produce combinam os módulos de I/O de campo e a funcionalidade do PLC em um único dispositivo, a fim de reduzir significativamente os custos e simplificar a instalação. Eles processam dados e se tornam parte dos CPSs, trocando de forma autônoma informações com outros dispositivos; desencadeando ações e controlando um ao outro.
Os novos DCUs podem ser operados como controladores independentes ou em colaboração com um CLP central. No segundo caso, o DCU alivia a carga de trabalho no PLC e reduz a comunicação do barramento.
A demanda por switches Ethernet no campo cresce com o número de dispositivos Ethernet. Devido a esse crescimento, a cascata ativada pelo comutador de duas portas integrado da maioria dos módulos de I/O ativa e dos sensores Ethernet de ponta pode não ser mais suficiente. Da mesma forma, enquanto switches não gerenciados com portas de 100 Mbps são adequados para a maioria das aplicações industriais atuais, taxas de dados mais altas serão necessárias no futuro.
O conceito de nível de campo, plug e produção requer conexões que atendam aos padrões de conectores internacionais e classes de proteção IP 65/67 / 69K (de acordo com a norma DIN EN60529). Os conectores circulares moldados por cima com roscas M8 e M12 oferecem proteção particularmente boa contra humidade e sujeira.
Embora hoje muitos componentes do sistema de automação estejam localizados em gabinetes, no futuro muitos deles se mudam para o nível de campo e se tornam dispositivos plug-and-produce. Isso significa que eles precisam ser reforçados com as classificações IP corretas para o ambiente de fabricação e mais deles incluirão controle lógico programável.
Produtos plug-and-produce fornecem a flexibilidade, modularidade e controle de nível de campo necessários para equipar a fábrica inteligente de amanhã. Em outros artigos sobre esse tópico, abordarei as armadilhas da implementação para evitar e definir o perfil de algumas das ofertas de produtos de plug-and-produce de primeira geração.
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