Rafmagnstími fyrir PLC-skáp styttist verulega með tengibúnaði fyrir DIN-skinn með 5,08 mm skurði — Það sem framleiðendur iðnaðarsjálfvirkni ná í skilvirkni samsetningar

Vinnuálag hefðbundinna skrúfutenginga

Í meðalflóknum PLC stjórnskáp fyrir pökkunarvélar, færibönd eða sprautusteypuvélar eru yfirleitt 600-1.200 einstakar vírtengingar. Hver tenging á hefðbundnum skrúfuklemma tengiblokk krefst þess að: 8-10 mm af einangrun sé fjarlægð frá vírendanum með kvörðuðu afklæðningartóli, afklæðningarvírinn sé settur inn í tengiopið, skrúfan sé hert með tilgreindu togi (venjulega 0,5-0,8 Nm fyrir 2,5 mm² vír eins og tilgreint er af framleiðanda tengisins) og tengingin staðfest með togprófi samkvæmt IEC 60947-7-1. Heildarferlið, þar sem vírinn er settur inn, herðir og staðfestir, tekur 45-90 sekúndur á vír, allt eftir reynslu tæknimannsins, aðgengi að tengistað innan þéttbyggða skápsins og hvort vírleiðslan krefst viðbótar skrefa í kapalstjórnun. Með að meðaltali 60 sekúndur á tengingu og 800 tengingar á skáp er bein vinna við raflagnir ein og sér 800 mínútur - yfir 13 klukkustundir á skáp.

Þetta innifelur ekki þann tíma sem þarf til að túlka raflögnarritið og tengja það við raunverulegar tengipunktastöður. Raflögnarrit sýnir rökréttar tengingar: "I0.0 → tengipunktur X1:47." Tæknimaðurinn verður að staðsetja tengipunkt X1 á DIN-skinnunni, telja að stöðu 47 í röð af 60-80 eins tengipunktum og setja inn rétta vírinn. Við þéttleika 60 tengipunkta á metra af DIN-skinnunni krefst sjónræn greining á milli tengipunkts 47 og tengipunkts 48 einbeitingar á hverja einustu tengingu. Villutíðnin við framleiðsluaðstæður - þar sem tæknimenn tengja skápa í 7-8 klukkustundir á vakt - er að meðaltali um það bil 2-5 villur í raflögnum á skáp, byggt á gögnum um gæði spjaldaverkstæðis sem ég hef skoðað. Hver villa tekur 15-45 mínútur að greina og leiðrétta við virkniprófanir, sem bætir við 30-225 mínútum af endurvinnslutíma á skáp. Þessar villur eru næstum eingöngu vegna handvirkrar kortlagningar - fingur tæknimannsins lentu á réttum vír en röngum tengipunktastöðum - og þær eru í raun ómögulegar að útrýma með þjálfun eða ferlisaga einni saman.

Tengjanlegt líkan: Ljúka við beisli, ekki við skáp

Tenganlegir tengiklemmar breyta grundvallarreglum um raflögn frá því að vera tengdir í skáp yfir í að vera tengdir við víraleiðara. Í stað þess að færa einstaka víra inn í skápinn og tengja hvern og einn við tilgreinda tengipunktastöðu á DIN-skinnunni, fær spjaldasmiðurinn fyrirfram samsetta víraleiðaraleiðara með tengikerfum sem þegar eru tengd við vírendana. Tengiklemminn — 2-24 staða kló með 5,08 mm stig — passar við fastan haus sem er festur á DIN-skinnunni. Verkefni skápasmiðsins færist úr 800 einstökum víratengingum yfir í að stinga 20-40 fyrirfram samsettum tengiklemmum í samsvarandi hausa.

Þetta er grundvallarbreyting á samsetningarlíkani með afleiðingum sem ná langt út fyrir beinan vinnuaflssparnað. Nákvæmni og villuhægð raflögn færist upp í framleiðslustigið á tengibúnaðinum, þar sem hægt er að framkvæma hana á vinnubekk við betri birtuskilyrði, með óhindruðum aðgangi að tengjunum og – síðast en ekki síst – með sjálfvirkum prófunarbúnaði fyrir tengibúnað sem staðfestir hverja tengingu fyrir samfelldni, rétta pinnaúthlutun og einangrunarviðnám áður en tengibúnaðurinn er sendur í mælaverkstæðið. Prófunarkerfi fyrir tengibúnað sem notar Cirris eða svipaðan sjálfvirkan prófara getur staðfest 50 staða tengisamstæðu á innan við 30 sekúndum og framleitt prófunarskýrslu sem þjónar sem hlutlæg gæðasönnun fyrir innkomandi skoðun mælaverkstæðisins. Breytingin er frá því að treysta athygli tæknimannsins yfir í að treysta hlutlægri mælingu prófunarbúnaðarins.

Tímasparnaðurinn er umtalsverður og vel skjalfestur í iðnaðartöflusmíði. Tengiblokk með 12 fyrirfram tengdum vírum tengist DIN-skinnuhausnum á 5-10 sekúndum - sá tími sem þarf til að samræma tengið við hausinn, ýta því inn þar til læsingarflipinn smellur og staðfesta sjónrænt að það sé alveg ísett með því að athuga hvort tengihliðin sé í sléttu við haushliðina. Hefðbundin 12-staða skrúfuklemma tekur 12-18 mínútur að enda í skápnum. Tenganleg aðferð dregur þetta úr innan við 30 sekúndur fyrir notkun við skápinn - meira en 95% minnkun á vinnu við skápinn fyrir þessar 12 tengingar. Í skáp með 800 tengingum og tengdum tengjum minnkar raflagnatími við skápinn úr 13+ klukkustundum í um það bil 2-3 klukkustundir. Samsetningartími tengdra víra, sem framkvæmdur er á vinnuborði, bætir við 4-6 klukkustundum, sem er nettó minnkun á heildarvinnu við raflagnir um 35-45%.

Villuútrýming með föstum pinnaútgáfum

Hagkvæmasti kosturinn við tengiklemma er hugsanlega ekki sparnaðurinn í vinnuafli heldur nær útrýming villna í úthlutun raflagna. Þegar framleiðandi raflagna smíðar 12-staða tengi með vírum í stöðum 1 til 12, er pinnaútgáfan líkamlega föst. Spjaldasmiðurinn getur ekki sett rangan vír í stöðu 7 vegna þess að vírinn fyrir stöðu 7 er þegar endaður í tenginu í stöðu 7 og ekki er hægt að færa hann án þess að klippa og enda aftur. Eina samsetningaraðgerðin í skápnum er að stinga tenginu í réttan tengihaus, sem er merktur með tengiauðkenni (t.d. "X101") sem passar bæði við raflagnaskýringarmyndina og efnislega merkimiðann á tengihlutanum á raflagnahliðinni.

Þessi breyting frá sannprófun á hverjum vír yfir í sannprófun á hverjum tengil breytir grundvallaratriðum villugreiningarferlinu. Í hefðbundnum punkt-til-punkts vírtengdum skáp verður að athuga hverja einustu af 800 tengingunum sérstaklega á móti raflögnarritinu - sannprófunarferli sem tekur 4-6 klukkustundir og er háð sömu mannlegu villutíðni og upprunalega raflögnin. Með stinganlegum tengjum minnkar sannprófunin í: (1) staðfesta að vírinn hafi verið prófaður fyrir samfelldni og pinnaútgáfu hjá framleiðanda vírsins og að prófunarskýrslan sé tiltæk, og (2) staðfesta að hver tengitappi sé í réttri haus með því að bera merkimiðann sjónrænt saman við teikninguna af skápnum. Skref 2 tekur 10-15 mínútur fyrir 30 tengi. Heildarsannprófunarvinnan lækkar úr 4-6 klukkustundum í innan við klukkustund. Villutíðni í raflögnum lækkar úr 2-5 á skáp í næstum núll vegna þess að pinnaútgáfan er líkamlega framfylgt af tenginum - það er engin ákvörðun rekstraraðila um hvaða vír fer hvert, aðeins sjónræn samsvörun milli tveggja merkimiða.

Hinn UL 508A staðall fyrir iðnaðarstjórnborð og IEC 61439 Fyrir lágspennurofbúnað og stjórnbúnaðarsamstæður vísa báðir til tengitækni sem leið til að bæta gæði raflagna í verksmiðju. UL 508A leyfir sérstaklega tengi sem ásættanlega raflagnaaðferð að því tilskildu að tengið sé skráð fyrir notkunina og spenna/straumgildi séu innan forskrifta tengiframleiðandans.

Þjónusta á vettvangi: Þar sem arðsemi fjárfestingarinnar margfaldast

Sparnaðurinn við samsetningartíma réttlætir notkun tengiklemma í verkstæðinu; sparnaðurinn við þjónustu á vettvangi er þar sem arðsemi fjárfestingarinnar eykst umfram upphaflega réttlæting kaupanna. Þegar I/O eining bilar í PLC skáp sem er tengdur með hefðbundnum skrúfuklemmum, er þjónustuferlið á vettvangi gríðarlega tímafrekt: ljósmynda eða merkja alla víra sem tengjast biluðu einingunni (10-30 mínútur, allt eftir vírþéttleika og gæðum núverandi merkingar), aftengja alla 20-40 einstaka víra (5-15 mínútur), fjarlægja biluðu eininguna og setja upp nýja eininguna (5-10 mínútur), tengja alla víra aftur við réttar klemmur á nýja einingunni með hliðsjón af ljósmyndinni eða merkimiðunum sem teknar voru í skrefi 1 (20-45 mínútur) og staðfesta allar tengingar (5-10 mínútur). Heildartími sem liðinn er: 45-105 mínútur af vinnu hæfra tæknimanna, þar sem framleiðsluvélin er ekki í gangi.

Með tengitengjum fellur ferlið saman á eftirfarandi hátt: aftengið tengiblokkinn frá bilaða einingunni (5 sekúndur), fjarlægið bilaða eininguna og setjið nýja eininguna í (5-10 mínútur) og stingið tengiblokkinni í nýja eininguna (5 sekúndur). Núll vírar eru aftengdir. Núll vírar eru tengdir aftur. Núll tengingar þurfa staðfestingu því sami tengilinn með sömu vírum í sömu pinnastöðum er nú tengdur við eins nýja einingu. Heildartíminn — undir 10 mínútum, aðallega vegna vélrænnar einingarskipta og endurræsingar PLC — er 80-90% stytting frá hefðbundinni aðferð. Í atvinnugreinum þar sem niðurtími véla kostar 500-5.000 Bandaríkjadali á klukkustund (samsetningarlínur bíla, umbúðir matvæla og drykkjar, lyfjaframleiðsla, hálfleiðaraframleiðsla), sparar munurinn á 90 mínútna viðgerð og 10 mínútna viðgerð 650-7.500 Bandaríkjadali í niðurtímakostnaði fyrir hverja bilun í I/O einingu. Yfir 10-15 ára endingartíma vélar, með því að skipta um 3-6 I/O einingar, getur sparnaðurinn einn og sér við þjónustu á vettvangi verið 3-5 sinnum meiri en viðbótarkostnaður við tengibúnaðinn.

Kostnaðarhagfræði á hverja tengingu

Á íhlutastigi kostar hefðbundin tveggja staða skrúfuklemma í gegnum tengiklemma um það bil 0,30-0,60 Bandaríkjadali á hverja stöðu í magni (5.000+ stöður). Tengjanlegt 5,08 mm tengiklemmakerfi — sem samanstendur af DIN-skinnufestum tengihaus og tengibúnaði á vírahliðinni — kostar um það bil 0,80-1,50 Bandaríkjadali á hverja stöðu. Kostnaðaraukning íhluta er umtalsverðir 0,50-1,00 Bandaríkjadalir á hverja stöðu, sem á 800 staða skáp samsvarar 400-800 Bandaríkjadölum í viðbótar efniskostnaði.

Hins vegar er kostnaður við íhluti aðeins einn liður. Fullt launagjald fyrir samsetningu í spjaldaverkstæði í Norður-Ameríku eða Vestur-Evrópu er 35-55 Bandaríkjadalir á klukkustund. Vinnusparnaður á tengingu - um það bil 30-50 sekúndur - þýðir 0,29-0,76 Bandaríkjadali á tengingu miðað við þessi verð. Með því að nota miðpunkta hvers bils er 0,75 Bandaríkjadala íhlutaálagið vegað upp á móti 0,50 Bandaríkjadölum í vinnusparnaði, sem skilur eftir 0,25 Bandaríkjadala nettóálag á hverja stöðu - eða 200 Bandaríkjadali fyrir 800 stöðu skáp. Þegar sparnaður vegna þjónustu á vettvangi, styttri tími í virkniprófunum og útrýming ábyrgðarkrafna er tekinn með, færist heildarkostnaður eignarhalds verulega í hag tengjanlegra tengja á 1.-2. ári rekstrar á vettvangi.