Час падключэння шафы ПЛК значна скарачаецца дзякуючы падключаемым клемным блокам на DIN-рэйку з крокам 5,08 мм — што вытворцы арыгінальнага абсталявання для прамысловай аўтаматызацыі атрымліваюць у эфектыўнасці зборкі
TL;DR
- Пад'ёмныя клемныя блокі 5,08 мм скарачаюць час падключэння з 45-90 секунд (традыцыйныя шрубавыя клемы) да 15-25 секунд — скарачэнне на 50–70 %, што пры памнажэнні на 600–1200 асобных вывадаў дасягае 40–60 зэканомленых гадзін на адну шафу ПЛК.
- Папярэдне сабраныя раздымы выключаюць памылкі ў падключэнні электраправодкі паколькі размяшчэнне кантактаў раздыма фіксуецца на этапе вырабу жгута правадоў, а не інтэрпрэтуецца вытворцам панэлі са схемы падключэння, што зніжае частату памылак падключэння прыблізна з 2-5 на шафу практычна да нуля.
- Замена модуляў уводу/вываду ў палявых умовах скарачаецца з 45-105 хвілін да менш чым 10 хвілін пры выкарыстанні падключаемых раздымоў — тэхнік адключае блок раздымоў, мяняе модуль і зноў падключае той жа раз'ём без неабходнасці перазаключэння.
Працаёмкасць традыцыйнай шрубавай падключэння
У шафе кіравання з ПЛК сярэдняй складанасці для ўпаковачных машын, канвеерных сістэм або кіравання ліццёвымі машынамі звычайна маецца 600-1200 асобных заключэнняў правадоў. Кожнае заключэнне на традыцыйнай праходнай клемнай калодцы з шрубавымі заціскамі патрабуе: зняцця ізаляцыі на 8-10 мм з канца правада з дапамогай калібраванага інструмента для зняцця ізаляцыі, устаўкі зачышчанага правада ў адтуліну для клемы, зацягвання шрубы з зададзеным момантам зацяжкі (звычайна 0,5-0,8 Нм для правада 2,5 мм², як пазначана вытворцам клемы) і праверкі злучэння з дапамогай тэсту на расцяжэнне ў адпаведнасці з IEC 60947-7-1. Поўны цыкл зачысткі-ўстаўкі-зацягвання-праверкі займае 45-90 секунд на правад у залежнасці ад вопыту тэхніка, даступнасці месца клемы ў шчыльна ўпакаванай шафе і таго, ці патрабуе пракладка правадоў дадатковых этапаў арганізацыі кабеляў. Пры сярэднім часе 60 секунд на падключэнне і 800 заключэннях на шафу, толькі праца па прамым падключэнні складае 800 хвілін — больш за 13 гадзін на шафу.
Гэта не ўключае час, неабходны для інтэрпрэтацыі схемы падключэння і супастаўлення яе з фізічнымі пазіцыямі клем. Схема падключэння паказвае лагічныя злучэнні: «I0.0 → клема X1:47». Тэхнік павінен знайсці клему X1 на DIN-рэйцы, палічыць да пазіцыі 47 у радзе з 60-80 аднолькавых клем і ўставіць правільны провад. Пры шчыльнасці 60 клем на метр DIN-рэйкі візуальнае адрозненне паміж клеммай 47 і клеммай 48 патрабуе засяроджанай увагі на кожным асобным злучэнні. Узровень памылак у вытворчых умовах, калі тэхнікі падключаюць шафы па 7-8 гадзін у змену, складае ў сярэднім прыблізна 2-5 памылак праводкі на шафу, зыходзячы з дадзеных аб якасці ў цэху панэляў, якія я прагледзеў. Дыягностыка і выпраўленне кожнай памылкі падчас функцыянальнага тэсціравання займае 15-45 хвілін, дадаючы 30-225 хвілін часу на пераробку на шафу. Гэтыя памылкі амаль цалкам з'яўляюцца функцыяй этапу ручнога супастаўлення — пальцы тэхніка дакрануліся да правільнага провада, але да няправільнага становішча клемы — і іх фактычна немагчыма ліквідаваць толькі з дапамогай навучання або дысцыпліны працэсу.
Парадыгма падключэння: завяршаецца на джгуце, а не на шафе
Падключальныя клемныя блокі змяняюць асноўную парадыгму падключэння з раздыма ў шафе на раздым у жгуце. Замест таго, каб падключаць асобныя правады ў шафу і падключаць кожны з іх да прызначанага для іх месца на DIN-рэйцы, вытворца панэляў атрымлівае загадзя сабраныя жгуты правадоў з падключанымі раздымамі, ужо падключанымі да канцовак правадоў. Раз'ёмны блок — 2-24-пазіцыйны штэкер з крокам 5,08 мм — злучаецца з фіксаванай раз'ёмнай часткай, усталяванай на DIN-рэйцы. Задача вытворцаў шаф пераключаецца з 800 асобных раз'ёмных частак на падключэнне 20-40 загадзя сабраных раз'ёмных блокаў у адпаведныя раздымы.
Гэта прынцыпова іншая мадэль зборкі, наступствы якой выходзяць далёка за рамкі прамой эканоміі працы. Высокадакладная, схільная да памылак мантажная праца пераносіцца на этап вытворчасці жгутоў правадоў, дзе яе можна выконваць на працоўным стале пры лепшых умовах асвятлення, з бесперашкодным доступам да паверхняў раз'ёмаў і, што вельмі важна, з дапамогай аўтаматызаванага абсталявання для тэставання жгутоў правадоў, якое правярае кожнае злучэнне на прадмет бесперапыннасці, правільнасці прызначэння кантактаў і супраціўлення ізаляцыі перад тым, як жгут будзе адпраўлены ў цэх па вытворчасці панэляў. Сістэма тэставання жгутоў правадоў з выкарыстаннем Cirris або падобнага аўтаматызаванага тэстара можа праверыць 50-кантактны раз'ём менш чым за 30 секунд і стварыць справаздачу аб выпрабаваннях, якая служыць аб'ектыўным доказам якасці для ўваходнага кантролю ў цэх па вытворчасці панэляў. Адбываецца пераход ад даверу да ўвагі тэхніка да даверу да аб'ектыўных вымярэнняў выпрабавальнага абсталявання.
Эканомія часу значная і добра дакументавана ў прамысловых панэлях. Раз'ёмны блок з 12 папярэдне заканчванымі правадамі падключаецца да раздыма на DIN-рэйцы за 5-10 секунд — час, неабходны для выраўноўвання раздыма з раздымам, уціскання яго да чутнага пстрычкі і візуальнага пацверджання поўнай устаўкі, праверыўшы, што паверхня раздыма знаходзіцца на адным узроўні з паверхняй раздыма. Традыцыйны 12-пазіцыйны шрубавы клемны блок патрабуе 12-18 хвілін для заканчвання ў шафе. Падключэнне з падключанымі раздымамі скарачае гэты час да менш чым 30 секунд для аперацый з боку шафы — больш чым на 95% скарачэнне працаёмкасці шафы для гэтых 12 злучэнняў. У шафе на 800 злучальнікаў з падключанымі раздымамі час падключэння з боку шафы скарачаецца з 13+ гадзін да прыблізна 2-3 гадзін. Час зборкі жгута правадоў з заканчванымі раздымамі, які выконваецца на працоўным месцы, дадае 4-6 гадзін, што азначае чыстае скарачэнне агульнай працаёмкасці падключэння на 35-45%.
Выпраўленне памылак з дапамогай фіксаванай распиновкі
Найбольш эканамічна значнай перавагай падключаемых клемных калодак можа быць не эканомія працы, а практычнае выключэнне памылак у размеркаванні правадоў. Калі вытворца жгута правадоў вырабляе 12-кантактны раз'ём з правадамі ў пазіцыях з 1 па 12, разводка кантактаў фізічна фіксаваная. Вытворца панэлі не можа ўставіць няправільны провад у пазіцыю 7, таму што провад для пазіцыі 7 ужо заканчваецца ў раздыме ў пазіцыі 7 і яго нельга перамясціць без абрэзкі і паўторнай заканчвання. Адзінае дзеянне па зборцы ў шафе — гэта падключэнне раздыма да правільнага раздыма, які пазначаны ідэнтыфікатарам раздыма (напрыклад, "X101"), які адпавядае як схеме падключэння, так і фізічнай этыкетцы на корпусе раздыма з боку жгута правадоў.
Гэты пераход ад праверкі кожнага правада да праверкі кожнага раздыма кардынальна змяняе профіль выяўлення памылак. У традыцыйнай шафе з правадной праводкай «кропка-кропка» кожнае з 800 злучэнняў павінна быць асобна праверана ў адпаведнасці са схемай падключэння — працэс праверкі патрабуе 4-6 гадзін і мае той жа ўзровень памылак з боку чалавека, што і арыгінальная праводка. Пры выкарыстанні падключаемых раздымоў праверка зводзіцца да: (1) пацверджання таго, што жгут правадоў быў правераны на цэласнасць і размяшчэнне кантактаў у вытворцы жгута правадоў, і што справаздача аб выпрабаванні даступная, і (2) пацверджання таго, што кожны штэкер раздыма знаходзіцца ў правільным раздыме, шляхам візуальнай праверкі этыкеткі ў адпаведнасці з чарцяжом кампаноўкі шафы. Этап 2 займае 10-15 хвілін для 30 раздымаў. Агульны час на праверку скарачаецца з 4-6 гадзін да менш чым гадзіны. Узровень памылак праводкі зніжаецца з 2-5 на шафу практычна да нуля, таму што размяшчэнне кантактаў фізічна забяспечваецца раздымам — аператар не вырашае, які провад куды ідзе, толькі візуальнае супадзенне паміж двума этыкеткамі.
Гэты UL 508A стандарт для прамысловых панэляў кіравання і МЭК 61439 для нізкавольтных размеркавальных і кіравальных прылад спасылаюцца на тэхналогію ўстаўных злучэнняў як сродак паляпшэння якасці заводскай праводкі. UL 508A спецыяльна дазваляе выкарыстоўваць устаўныя раздымы як прымальны спосаб падключэння пры ўмове, што раз'ём адпавядае патрабаванням да прымянення, а намінальныя напружанне/ток адпавядаюць спецыфікацыям вытворцы раз'ёмаў.
Палявое абслугоўванне: дзе памнажаецца прыбытковасць інвестыцый
Эканомія часу на зборцы апраўдвае выкарыстанне падключаемых клемных блокаў у цэху па зборцы панэляў; эканомія на палявым абслугоўванні — гэта тое, што прыносіць большую аддачу ад інвестыцый, чым першапачатковае апраўданне пакупкі. Калі модуль уводу/вываду выходзіць з ладу ў шафе ПЛК, падключаным да традыцыйных шрубавых клем, працэдура палявога абслугоўвання займае надзвычай шмат часу: фатаграфаванне або маркіроўка кожнага правада, падлучанага да няспраўнага модуля (10-30 хвілін, у залежнасці ад шчыльнасці правадоў і якасці існуючай маркіроўкі), адключэнне ўсіх 20-40 асобных правадоў (5-15 хвілін), выманне няспраўнага модуля і ўстаноўка новага (5-10 хвілін), паўторнае падключэнне ўсіх правадоў да правільных клем на заменным модулі, звярнуўшыся да фатаграфіі або этыкетак, зробленых на этапе 1 (20-45 хвілін), і праверка кожнага злучэння (5-10 хвілін). Агульны затрачаны час: 45-105 хвілін працы кваліфікаваных тэхнікаў, на працягу якіх вытворчая машына не працуе.
Пры выкарыстанні падключаемых раздымаў працэдура скарачаецца да наступнага: адлучэнне блока раздымаў ад няспраўнага модуля (5 секунд), выдаленне няспраўнага модуля і ўстаноўка новага (5-10 хвілін), а затым падключэнне блока раздымаў да заменнага модуля (5 секунд). Нулявыя правады адключаюцца. Нулявыя правады пераразлучаюцца. Нулявыя злучэнні патрабуюць праверкі, таму што той жа раздым з тымі ж правадамі ў тых жа пазіцыях кантактаў цяпер падключаецца да ідэнтычнага заменнага модуля. Агульны час — менш за 10 хвілін, пераважна звязаны з заменай механічнага модуля і паўторнай ініцыялізацыяй ПЛК — скарачаецца на 80-90% у параўнанні з традыцыйнай працэдурай. У галінах прамысловасці, дзе прастой абсталявання каштуе 500-5000 долараў ЗША ў гадзіну (аўтамабільныя зборачныя лініі, упакоўка прадуктаў харчавання і напояў, фармацэўтычная вытворчасць, вытворчасць паўправаднікоў), розніца паміж 90-хвілінным рамонтам і 10-хвілінным рамонтам дазваляе зэканоміць 650-7500 долараў ЗША на прастоі на адну няспраўную памылку модуля ўводу/вываду. На працягу 10-15 гадоў тэрміну службы машыны з заменай 3-6 модуляў уводу/вываду эканомія толькі за кошт палявога абслугоўвання можа перавысіць дадатковы кошт падключаемых клемных блокаў у 3-5 разоў.
Эканамічныя выдаткі на падключэнне
На ўзроўні кампанентаў традыцыйная 2-пазіцыйная праходная клемная калодка з шрубавымі заціскамі каштуе прыблізна 0,30-0,60 долараў ЗША за пазіцыю пры аб'ёмных партыях (больш за 5000 пазіцый). Пад'ёмная сістэма клемных калодак 5,08 мм, якая складаецца з раздыма, усталяванага на DIN-рэйку, і раздыма з боку жгута правадоў, каштуе прыблізна 0,80-1,50 долараў ЗША за пазіцыю. Даплата за кампанент складае значныя 0,50-1,00 долараў ЗША за пазіцыю, што для шафы на 800 пазіцый азначае дадатковыя 400-800 долараў ЗША ў выглядзе выдаткаў на матэрыялы.
Аднак кошт кампанентаў — гэта толькі адзін пункт выдаткаў. Поўная загрузка зборачнай цэха ў Паўночнай Амерыцы або Заходняй Еўропе складае 35-55 долараў ЗША за гадзіну. Эканомія працы на адно злучэнне — прыблізна 30-50 секунд — пры гэтых стаўках складае 0,29-0,76 долара ЗША за злучэнне. Выкарыстоўваючы сярэднія значэнні кожнага дыяпазону, прэмія за кампанент у памеры 0,75 долара ЗША кампенсуецца эканоміяй працы ў памеры 0,50 долара ЗША, у выніку чаго чыстая прэмія складае 0,25 долара ЗША за пазіцыю — або 200 долараў ЗША за шафу на 800 пазіцый. Калі ўлічыць эканомію на палявым абслугоўванні, скарачэнне часу функцыянальнага тэсціравання і ліквідацыю прэтэнзій па гарантыйным абслугоўванні, агульны кошт валодання вырашальна зрушваецца на карысць падключаемых раздымаў на 1-2 годзе палявой эксплуатацыі.
Часта задаваныя пытанні
Які намінальны ток для падключаемых клемных калодак 5,08 мм?
Стандартныя клемныя блокі з крокам 5,08 мм разлічаны на ток 12-16 А пры 300 В у адпаведнасці са стандартамі IEC 61984 і UL 1059 з выкарыстаннем правадоў сячэннем 0,5-2,5 мм² (20-14 AWG). Гэта ахоплівае пераважную большасць сігналаў уводу/вываду ПЛК — лічбавыя ўваходы (5-15 мА пры 24 В пастаяннага току), лічбавыя выхады (0,5-2 А пры 24 В пастаяннага току або 120 В пераменнага току) і аналагавыя сігналы (4-20 мА або 0-10 В). Для падключэнняў з большым токам, такіх як кантактары рухавікоў, крыніцы харчавання і ланцугі награвальніка звыш 16 А, варта выкарыстоўваць раздымы з большым крокам (7,5 мм або 10,16 мм) або традыцыйныя клемныя блокі харчавання. Стандарт кроку 5,08 мм быў спецыяльна распрацаваны ў адпаведнасці з адлегласцю паміж вывадамі модуляў уводу/вываду ПЛК ад буйных вытворцаў, у тым ліку Siemens S7, Allen-Bradley ControlLogix і серыі Mitsubishi MELSEC, што робіць яго фактычным стандартам для праводкі ўводу/вываду шаф ПЛК па ўсім свеце.
Як працуюць падключаемыя клемныя блокі ва ўмовах прамысловай вібрацыі?
Пры правільным выкарыстанні ўбудаванай фіксуючай зашчапкі раздымы надзейна працуюць у стандартных прамысловых умовах вібрацыі. Ключавой характарыстыкай з'яўляецца механізм утрымання раздыма — шукайце раздымы з зашчапкай, якая забяспечвае чутны пстрык пры поўным устаўленні, а не ўтрыманне з дапамогай трэння. Серыя PCT ад J-Guang выкарыстоўвае канструкцыю з падвойнай зашчапкай з сілай утрымання больш за 80 Н, пратэставана на... МЭК 60068-2-6 Выпрабаванні на вібрацыю пры частаце 10-500 Гц з амплітудай зрушэння 0,35 мм. Для экстрэмальных вібрацыйных умоў, такіх як горназдабыўное абсталяванне, машынныя аддзяленні суднаў і чыгуначны рухомы састаў, разьбовыя фланцавыя злучальнікі з механічным мацаваннем да калонкі забяспечваюць дадатковую бяспеку, акрамя стандартнай фіксуючай зашчапкі. За 14 гадоў палявых дадзеных па ўсёй нашай усталяванай базе мы не зафіксавалі ніводнага палявога збою, звязанага з адключэннем раздыма ў нармальных прамысловых умовах эксплуатацыі, калі мадэль фіксуючай зашчапкі была правільна пазначана і ўсталявана.
Якая мінімальная колькасць замовы для нестандартных канфігурацый раздыма?
Стандартныя 2-24-пазіцыйныя падключальныя раздымы з крокам 5,08 мм даступныя на складзе без мінімальнай колькасці замовы — можна заказаць адзінкавыя адзінкі для стварэння прататыпаў і пілотнай ацэнкі. Карыстальніцкія канфігурацыі з пэўнымі камбінацыямі колькасці кантактаў, каляровым кадаваннем па функцыянальнасці (напрыклад, сіні для сігналаў пастаяннага току, чырвоны для пераменнага току, жоўты для ланцугоў бяспекі) або папярэдне надрукаванымі ідэнтыфікацыйнымі этыкеткамі для раздыма звычайна маюць мінімальны заказ у 500-1000 штук з тэрмінам выканання 4-6 тыдняў. Для вытворцаў арыгінальнага абсталявання, якія стандартызуюць пэўную канфігурацыю раздыма для ўсёй лінейкі прадуктаў, кошт індывідуальнага зборачнага абсталявання звычайна амартызуецца на працягу першых 500-1000 шаф, а аднастайнасць маркіроўкі ва ўсіх шафах у палявых умовах значна спрашчае дакументацыю палявога абслугоўвання і кіраванне запаснымі часткамі.
Ці можна абсталяваць існуючыя шафы з шрубавымі клемамі падключанымі раздымамі?
Частковая мадэрнізацыя магчымая, але патрабуе інжынернай ацэнкі. Калі ў існуючай шафе выкарыстоўваецца стандартнае мацаванне на DIN-рэйку, на тую ж рэйку можна мантаваць падключаныя клемныя блокі. Аднак існуючыя правады трэба будзе перамантаваць з дапамогай падключаных раздымаў, што па сутнасці азначае перамантаж шафы. Мадэрнізацыя найбольш практычная, калі ў шафе ўжо запланавана сур'ёзная перамантажка (напрыклад, падчас мадэрнізацыі сістэмы кіравання са старога пакалення ПЛК). Для новых шаф падыход з выкарыстаннем жгутоў правадоў, апісаны вышэй, забяспечвае ўсе перавагі. Для існуючых шаф дадатковая каштоўнасць мадэрнізацыі заключаецца ў першую чаргу ў будучай эканоміі часу на абслугоўванне ў палявых умовах, калі модулі ўводу/вываду патрабуюць замены, паколькі першапачатковыя выдаткі на пракладку электраправодкі ўжо былі панесены. Мы рэкамендуем ацэньваць мадэрнізацыю для кожнай шафы асобна, зыходзячы з чаканага астатняга тэрміну службы і гістарычнай частаты адмоў модуляў уводу/вываду для гэтай канкрэтнай мадэлі абсталявання.