经过Sean O’grady, Festo阀门终端和电子产品经理
预筛选的引用产品开辟了全新的自动化解决方案。
通信在工程师的日常现实中至关重要。每分钟计算设计限制或研究材料兼容性似乎是在项目会议，客户呼叫或与同事的技术咨询中抵消了一个小时。但是，其他类型的沟通每天都会影响我们的工作。具体来说，我们会解决获取控制系统与模拟设备通信的往往令人沮丧和耗时的任务。我们还将探讨罗克韦尔自动化涵盖计划等程序的方法，帮助工程师找到这些挑战的解决方案。
图显示了一种具有功能上集成比例压力控制的现代阀门端子。
继电器逻辑 - 简单和简单
早期机器控制是通过所谓的“继电器逻辑”完成的。按钮，限位开关和其他传感器将触发电机启动器，电磁阀和其他电负载以自动化基本机器控制任务。
就像纽约市出租车的天然气踏板一样，继电器是在或关闭的。随着速度控制，比例压力控制和灰色的其他机械色调的要求，我们的继电器逻辑控制系统增长包括独立的，内置控制元件适合这些任务。世界各地的工厂占据了一英亩的联合控制柜空间，有数千种机电定时器，PID环路控制器及其许多和各种堂兄。
虽然这些设备的某些示例可能是复杂的并且最深切，但大多数情况下，让它们互相交谈简单而简单。已经开发出用于规划原始中继逻辑系统的相同的接线图进化为包括这些新设备。
随着继电器逻辑给PLC逻辑的方式，继电器和独立控制装置几乎被吸收到PLC本身中。接线图从纸张到屏幕，但否则无法从梯形图中区分，以便将他们的名字借给我们无处不在的PLC编程语言。除了许多顽固工程师的显而易见的不适，这些稳定工程师必须拥抱计算机，这一趋势使工程师的生活更加容易。坐在笔记本电脑上并从薄的空气中创建定时器模块比指定，购买，安装和调试机电定时器继电器更简单。对于其他进程的控制元素，并不总是被判定在这个新的数字世界中的控制元素中所说的同样同样的。
改变做事的方式
快进到2013年，让我们来见见一位名叫山姆的工程师，他刚刚被任命为一项任务，在一个大型食品加工操作中，帮助去除坚果壳的自动化系统。山姆的客户开发了一种机器，可以很好地粉碎坚果的外壳，而不会把里面值钱的坚果肉弄碎。该机器使用一个气动气缸矩阵，施加压力的螺母开裂装置。我们的过程的成功很大程度上取决于这些气瓶所传递的力的精确控制。
与大多数天然材料一样，被加工坚果的物理性质取决于多种因素。经过多年的仔细试验，Sam的客户开发了一套广泛的压力设置菜单，对应于特定的因素组合，如湿度和温度。Sam的任务是开发一种控制系统能够实时测量每一个变量并相应地调整裂解压力。
随着大多数机械工程完成，山姆的工作将在很大程度上由找到适用于系统的正确传感器和监管机构。在几个会议和与供应商的电话呼叫之后，Sam拥有一堆少量的传感器和执行器，即他的技术人员螺栓到客户的机器。这将山姆带到了他的工作的一部分，即关于沟通。
在过去的日子里，他的进程看起来像这样：
1.计算所有连接的执行器的流量/压力和速度要求。
2.指定满足这些要求的比例压力调节器。
3.设计和实施管道以将调节器通过控制阀连接到连接的执行器。
4.在PLC或本地现场I/O位置指定并安装一个兼容的模拟输入/输出卡。
5.将稳压器连接到模拟I / O模块。
6.确定调节器使用的缩放因子。（每psi或压力有多少v / ma。）
7.确定模拟I/O模块的比例因子(SINT右对齐，线性
缩放等等？）
8.写入代码以将控制程序中使用的单位转换为控制和调节器本身之间的各种缩放因子所需的单位。
9.重复步骤6-8，以获得单元发送到控制单元的相关压力反馈(您记得指定一个集成压力反馈的单元，对吗?)
10.令人沮丧的令人沮丧，因为你的营销对手挑逗你的沟通技巧。
随着现代，综合比例压力调节器的出现，该过程看起来像这样：
1.计算所有连接的执行器的流量/压力和速度要求。
2.指定集成阀歧管，包括所有所需的控制阀，比例压力调节器和网络适配器。
3.跳过上面的步骤3-9，因为所有的东西都是完全集成的。
4.如果您的应用程序需要65.4 psi，将小数值65.4发送给歧管。
5.坐在那里，看着这个单元将65.4的小数发送回控制，以验证它完成了您告诉它做的事情。
6.走到营销，并问他们为什么这么长时间才能提出新机器的新口号。
Festo的VTSA ISO阀门歧管具有CPX，现场总线接口和单个紧凑型单元中的远程I / O模块，请帮助控制此包装机。
简化功能集成
已经出现了一种新的术语，用于简化复杂机电功能的集成直接进入控制架构：功能集成。
功能整合是由罗克韦尔自动化的涵盖计划等互利沟通文化的直接结果。
Rockwell开发了包括预筛选的一种方式，然后参考与罗克韦尔硬件和软件系统配合使用的产品。这个想法是加快整合，消除罗克韦尔系统上的第三方产品的不确定性。通过鼓励工业控制市场内的球员共同努力，他们创造了一个环境，其中沟通的本质已经发展出来。We’re now moving beyond old communication standards towards a bright new future in which PLCs and the devices that help them control modern industrial machinery have conversations that are easier for humans to understand, while at the same time communicating more detailed information about the subtler details of the application. In the “old” example listed above—steps 1 through 10—the engineer went through a great deal of work simply to communicate one piece of data from the PLC to the attached device. In our example, this data had to do with a commanded pneumatic pressure, but it could have just as easily been a speed command to a drive or any number of other control parameters. The true beauty of function integration comes from the realization of additional data that simply wasn’t available before.
为了理解功能集成的潜在好处，我们必须注意到已经发生的最根本的变化是，我们已经将单向的信息传递转换为真正的对话。在“旧”应用中，PLC要求一定的压力。为了验证是否达到了这个压力，还需要安装一个额外的压力传感器，以及相关的输入模块、接线、参数化、缩放等。不仅现代功能集成设备将返回路径直接集成到安装中，这种双向通信可用的事实为广泛的附加信息通信到PLC打开了大门。除了命令和反馈信号外，还应考虑以下数据。
•电源电压在范围内吗?
•控制程序是否要询问批准范围之外的设置？
•如果在设备上过滤实际值，则防止程序员必须在用户程序中处理瞬态？如果是这样，需要什么级别的过滤？
其他功能集成模块可以共享各种有用的信息，例如：
•模块内的滞后设置
•检测连接线路内的短路
•检测连接布线内的断线
列表继续和打开。进入这个功能集成世界的旅程才刚刚开始。在几年内，指定，订购，安装和接线独立，外部传感器和执行器将是一个越来越稀少的承诺。正如我们从独立有线电磁阀和运动控制器移开，支持现场总线连接的变体，我们也将远离独立传感器和比例控制设备。
与我们行业内的任何变化一样，将有一个学习曲线，用于工程师和用户，供应商和客户一样，但随着罗克韦尔自动化社区涵盖支持这一创新的合作伙伴，可以加速学习曲线和相关的好处。
包含Festo产品功能集成的例子。
VPPM压力调节器-高性能比例压力调节。
VPPM比例压力调节器可以直接集成在Festo CPX阀门终端系统中，允许通过以太网/IP或DeviceNet与罗克韦尔硬件直接通信。
阀端安装压力传感器
•CPX阀门终端系统还提供了多种集成压力传感器
•直接从阀门终端内部感知供应压力，或感知多达44个外部压力源
安装系统 - 键入CTEL和CPI
•允许廉价的分散安装阀门端子和输入以形成集中安装的现场总线设备
•插头和工作简单
•允许阀门靠近执行器，增加速度和节约能量
Festo.
www.festo.com.
罗克韦尔自动化
www.rockwellautomation.com.
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