Vrijeme ožičenja PLC ormara značajno se smanjuje uz utične DIN šinske terminalne blokove razmaka od 5,08 mm — šta proizvođači originalne opreme za industrijsku automatizaciju dobijaju u efikasnosti montaže

Radni sadržaj tradicionalnog ožičenja vijčanih priključaka

U PLC upravljačkom ormaru srednje složenosti za mašine za pakovanje, transportne sisteme ili upravljanje mašinama za brizganje plastike, obično postoji 600-1.200 pojedinačnih žičanih završetaka. Svaki završetak na tradicionalnom provodnom terminalnom bloku sa vijčanim stezaljkama zahtijeva: skidanje izolacije od 8-10 mm sa kraja žice pomoću kalibriranog alata za skidanje izolacije, umetanje ogoljene žice u otvor terminala, zatezanje vijka do navedenog obrtnog momenta (obično 0,5-0,8 Nm za žicu od 2,5 mm² kako je specificirao proizvođač terminala) i provjeru veze testom povlačenja prema IEC 60947-7-1. Kompletan ciklus skidanja izolacije-umetanja-zatezanja-provjere traje 45-90 sekundi po žici, ovisno o iskustvu tehničara, pristupačnosti položaja terminala unutar gusto zbijenog ormara i da li usmjeravanje žica zahtijeva dodatne korake upravljanja kablovima. Sa prosjekom od 60 sekundi po spoju i 800 završetaka po ormaru, samo rad na direktnom ožičenju iznosi 800 minuta - preko 13 sati po ormaru.

Ovo ne uključuje vrijeme potrebno za tumačenje dijagrama ožičenja i njegovo mapiranje na fizičke položaje terminala. Dijagram ožičenja prikazuje logičke veze: "I0.0 → terminal X1:47." Tehničar mora locirati terminal X1 na DIN šini, prebrojati do pozicije 47 u redu od 60-80 identičnih terminala i umetnuti ispravnu žicu. Pri gustoći od 60 terminala po metru DIN šine, vizualno razlikovanje između terminala 47 i terminala 48 zahtijeva usmjerenu pažnju na svaki pojedinačni priključak. Stopa grešaka u proizvodnim uvjetima - gdje tehničari ožiču ormare 7-8 sati po smjeni - iznosi otprilike 2-5 grešaka u ožičenju po ormaru u prosjeku, na osnovu podataka o kvaliteti u radionici s razvodnim pločama koje sam pregledao. Dijagnosticiranje i ispravljanje svake greške tokom funkcionalnog testiranja traje 15-45 minuta, dodajući 30-225 minuta vremena ponovnog rada po ormaru. Ove greške su gotovo u potpunosti funkcija koraka ručnog mapiranja - tehničarevi prsti su sletjeli na ispravnu žicu, ali na pogrešan položaj terminala - i efektivno ih je nemoguće eliminirati samo obukom ili procesnom disciplinom.

Paradigma priključivanja: Završava se na kablovskom snopu, a ne na ormariću

Utični terminalni blokovi mijenjaju osnovni način ožičenja od terminacije u ormaru do terminacije na kabelskom svežnju. Umjesto uvođenja pojedinačnih žica u ormar i terminacije svake od njih na predviđenu poziciju na DIN šini, proizvođač razvodnih ormara dobija unaprijed sastavljene kabelske svežnjeve s utičnim konektorima koji su već terminirani na krajevima žica. Blok konektora - utikač sa 2-24 pozicije i razmakom od 5,08 mm - spaja se s fiksnim konektorom montiranim na DIN šinu. Zadatak proizvođača razvodnih ormara prebacuje se sa 800 pojedinačnih završetaka žica na uključivanje 20-40 unaprijed sastavljenih blokova konektora u njihove odgovarajuće konektore.

Ovo je fundamentalno drugačiji model montaže s implikacijama koje daleko prevazilaze direktne uštede u radu. Visokoprecizni, greškama skloni radovi na ožičenju prebacuju se uzvodno u fazu proizvodnje kablovskih snopova, gdje se mogu izvoditi na stolu pod boljim uvjetima osvjetljenja, s nesmetanim pristupom površinama konektora i - što je ključno - s automatiziranom opremom za testiranje kablovskih snopova koja provjerava svaki spoj na kontinuitet, ispravan raspored pinova i otpor izolacije prije nego što se kablovski snop pošalje u radionicu za razvodne ploče. Sistem za testiranje kablovskih snopova koji koristi Cirris ili sličan automatizirani tester može provjeriti sklop konektora s 50 pozicijskih mjesta za manje od 30 sekundi i proizvesti izvještaj o ispitivanju koji služi kao objektivni dokaz kvalitete za ulaznu inspekciju radionice za razvodne ploče. Promjena je od povjerenja u pažnju tehničara do povjerenja u objektivno mjerenje ispitne opreme.

Uštede vremena su značajne i dobro dokumentirane u industriji izrade panela. Blok konektora sa 12 prethodno završenih žica uključuje se u DIN šinu za 5-10 sekundi - vrijeme potrebno za poravnavanje konektora sa konektorom, guranje dok se jezičak za zaključavanje ne aktivira uz čujan klik i vizuelno potvrđivanje potpunog umetanja provjerom da li je površina konektora u ravnini sa površinom konektora. Tradicionalni blok sa 12-pozicionih vijčanih terminala zahtijeva 12-18 minuta za završavanje u ormaru. Pristup sa utikačem smanjuje ovo vrijeme na manje od 30 sekundi za rad na strani ormara - što je smanjenje rada na strani ormara za više od 95% za tih 12 priključaka. U ormaru sa 800 priključaka sa utičnim konektorima, vrijeme ožičenja na strani ormara pada sa 13+ sati na približno 2-3 sata. Vrijeme montaže završenog kabelskog svežnja, koje se izvodi na radnom stolu, dodaje 4-6 sati, za neto smanjenje ukupnog rada ožičenja od 35-45%.

Eliminacija grešaka putem fiksnog postavljanja pinova

Ekonomski najznačajnija korist priključnih blokova s ​​utikačem možda nije ušteda rada - već gotovo potpuno eliminiranje grešaka u dodjeljivanju ožičenja. Kada proizvođač kablovskih svežnjeva izradi 12-pinski konektor sa žicama u pozicijama od 1 do 12, raspored pinova je fizički fiksiran. Proizvoditelj panela ne može umetnuti pogrešnu žicu u poziciju 7 jer je žica za poziciju 7 već završena u konektoru na poziciji 7 i ne može se pomjeriti bez rezanja i ponovnog terminiranja. Jedina radnja montaže u ormaru je uključivanje konektora u ispravan konektor, koji je označen identifikatorom konektora (npr. "X101") koji odgovara i dijagramu ožičenja i fizičkoj oznaci na tijelu konektora na strani kablovskog svežnja.

Ovaj prelazak sa verifikacije po žici na verifikaciju po konektoru fundamentalno mijenja profil detekcije grešaka. U tradicionalnom ožičenom ormaru od tačke do tačke, svaki od 800 priključaka mora se pojedinačno provjeriti u odnosu na dijagram ožičenja - proces verifikacije koji zahtijeva 4-6 sati i podložan je istoj stopi ljudske greške kao i originalno ožičenje. Kod konektora koji se mogu utikati, verifikacija se svodi na: (1) potvrdu da je kontinuitet i raspored pinova testiran kod proizvođača kabela i da je izvještaj o testiranju dostupan, i (2) potvrdu da je svaki utikač konektora u ispravnom konektoru vizuelnom provjerom naljepnice u odnosu na crtež rasporeda ormara. Korak 2 traje 10-15 minuta za 30 konektora. Ukupno vrijeme rada na verifikaciji pada sa 4-6 sati na manje od sat vremena. Stopa grešaka u ožičenju pada sa 2-5 po ormaru na gotovo nulu jer je raspored pinova fizički nametnut konektorom - ne postoji odluka operatera o tome koja žica ide gdje, samo vizuelno poklapanje između dvije naljepnice.

The UL 508A standard za industrijske kontrolne panele i IEC 61439 Za sklopove niskonaponskih rasklopnih i upravljačkih uređaja, oba se pozivaju na tehnologiju utičnog spajanja kao sredstvo za poboljšanje kvalitete fabričkog ožičenja. UL 508A posebno dozvoljava utične konektore kao prihvatljivu metodu ožičenja pod uvjetom da je konektor naveden za primjenu i da su nazivni napon/struja unutar specifikacija proizvođača konektora.

Terenska usluga: Gdje se ROI umnožava

Uštede u vremenu montaže opravdavaju usvajanje priključnih terminalnih blokova u radionici za razvodne ploče; uštede u terenskoj usluzi su ono gdje se povrat ulaganja ubrzava iznad početnog opravdanja kupovine. Kada I/O modul zakaže u PLC ormaru ožičenom tradicionalnim vijčanim terminalima, procedura terenske usluge je izuzetno dugotrajna: fotografirati ili označiti svaku žicu spojenu na neispravan modul (10-30 minuta, ovisno o gustoći žica i postojećem kvalitetu označavanja), odspojiti svih 20-40 pojedinačnih žica (5-15 minuta), ukloniti neispravan modul i instalirati zamjenski (5-10 minuta), ponovo spojiti sve žice na ispravne terminale na zamjenskom modulu uz referencu na fotografiju ili naljepnice snimljene u koraku 1 (20-45 minuta) i provjeriti svaki spoj (5-10 minuta). Ukupno proteklo vrijeme: 45-105 minuta rada kvalificiranog tehničara, tokom kojeg proizvodna mašina ne radi.

Kod utičnih konektora, procedura se svodi na: isključivanje bloka konektora iz neispravnog modula (5 sekundi), uklanjanje neispravnog modula i ugradnja zamjenskog (5-10 minuta) i uključivanje bloka konektora u zamjenski modul (5 sekundi). Nulte žice se isključuju. Nulte žice se ponovo završavaju. Nulte veze zahtijevaju verifikaciju jer je isti konektor sa istim žicama na istim pozicijama pinova sada uključen u identičan zamjenski modul. Ukupno vrijeme - ispod 10 minuta, koje dominira zamjena mehaničkog modula i ponovna inicijalizacija PLC-a - predstavlja smanjenje od 80-90% u odnosu na tradicionalni postupak. U industrijama gdje zastoj mašina košta 500-5.000 USD po satu (automobilske montažne linije, pakovanje hrane i pića, farmaceutska proizvodnja, izrada poluprovodnika), razlika između popravke od 90 minuta i popravke od 10 minuta štedi 650-7.500 USD troškova zastoja po kvaru I/O modula. Tokom vijeka trajanja mašine od 10-15 godina, sa zamjenom 3-6 I/O modula, uštede na terenskom servisiranju mogu premašiti dodatne troškove priključnih terminalnih blokova za faktor 3-5 puta.

Ekonomija troškova po konekciji

Na nivou komponenti, tradicionalni 2-pozicijski terminalni blok sa vijčanim stezaljkama košta približno 0,30-0,60 USD po poziciji u većim količinama (5.000+ pozicija). Sistem terminalnih blokova od 5,08 mm koji se može utaknuti - koji se sastoji od konektora montiranog na DIN šinu i konektora na strani svežnja - košta približno 0,80-1,50 USD po poziciji. Dodatna cijena komponente je značajnih 0,50-1,00 USD po poziciji, što na ormaru sa 800 pozicija predstavlja 400-800 USD dodatnih troškova materijala.

Međutim, trošak komponenti je samo jedna stavka. Cijena rada za montažu s punim opterećenjem za radionicu s panelima u Sjevernoj Americi ili Zapadnoj Europi iznosi 35-55 USD po satu. Ušteda rada po spoju - približno 30-50 sekundi - prevodi se u 0,29-0,76 USD po spoju pri ovim cijenama. Koristeći srednje vrijednosti svakog raspona, premija komponente od 0,75 USD kompenzira se uštedom rada od 0,50 USD, ostavljajući neto premiju od 0,25 USD po poziciji - ili 200 USD za ormar s 800 pozicija. Kada se uključe uštede na terenskoj usluzi, smanjeno vrijeme funkcionalnog testiranja i eliminacija reklamacija za ožičenje u garanciji, ukupni trošak vlasništva odlučno se pomiče u korist utičnih konektora u 1-2 godini terenskog rada.