PLC spintelių laidų prijungimo laikas gerokai sutrumpėja naudojant prijungiamus 5,08 mm žingsnio DIN bėgelio gnybtų blokus – ką pramoninės automatikos originalios įrangos gamintojai gauna surinkimo efektyvumo srityje

Tradicinių sraigtinių gnybtų laidų darbo kiekis

Vidutinio sudėtingumo PLC valdymo spintelėje, skirtoje pakavimo mašinoms, konvejerių sistemoms arba liejimo mašinų valdymui, paprastai yra 600–1200 atskirų laidų jungčių. Kiekvienai tradicinės sraigtinės spaustuko gnybtų bloko jungčiai reikia: nuimti 8–10 mm izoliacijos nuo laido galo naudojant kalibruotą nuėmimo įrankį, įkišti nuimtą laidą į gnybto angą, priveržti varžtą iki nurodyto sukimo momento (paprastai 0,5–0,8 Nm 2,5 mm² laidui, kaip nurodo gnybto gamintojas) ir patikrinti jungtį tempimo bandymu pagal IEC 60947-7-1. Visas juostelės įdėjimo, priveržimo ir patikrinimo ciklas trunka 45–90 sekundžių vienam laidui, priklausomai nuo techniko patirties, gnybto vietos prieinamumo tankiai supakuotoje spintelėje ir to, ar laidų tiesimui reikalingi papildomi kabelių valdymo veiksmai. Vidutiniškai 60 sekundžių vienai jungčiai ir 800 jungčių vienai spintelei, vien tiesioginis laidų klojimas trunka 800 minučių – daugiau nei 13 valandų vienai spintelei.

Į šį laiką neįskaičiuotas laikas, reikalingas laidų schemai interpretuoti ir jai susieti su fizinėmis gnybtų pozicijomis. Laidų schemoje pavaizduotos loginės jungtys: „I0.0 → gnybtas X1:47“. Technikas turi surasti gnybtą X1 ant DIN bėgelio, suskaičiuoti iki 47 pozicijos 60–80 identiškai atrodančių gnybtų eilėje ir įkišti teisingą laidą. Esant 60 gnybtų tankiui viename DIN bėgelio metre, vizualinis 47 ir 48 gnybtų atskyrimas reikalauja sutelkto dėmesio į kiekvieną jungtį. Remiantis mano peržiūrėtais skydų dirbtuvių kokybės duomenimis, klaidų dažnis gamybos sąlygomis, kai technikai montuoja spinteles 7–8 valandas per pamainą, yra vidutiniškai 2–5 laidų klaidos vienoje spintelėje. Kiekvienos klaidos diagnostika ir ištaisymas funkcinių bandymų metu trunka 15–45 minutes, o kiekvienos spintelės remontas trunka 30–225 minutes. Šios klaidos beveik visiškai atsiranda dėl rankinio susiejimo etapo – techniko pirštai užkliuvo ant teisingo laido, bet ant neteisingos gnybto pozicijos – ir jų praktiškai neįmanoma pašalinti vien mokymais ar proceso drausme.

Prijungiamumo paradigma: nutraukite ties laidais, o ne prie spintelės

Kištukiniai gnybtų blokai keičia pagrindinę laidų sujungimo paradigmą nuo prijungimo spintoje prie prijungimo laidų pynių. Užuot įvedus atskirus laidus į spintelę ir kiekvieną jų prijungus prie nurodytos gnybtų pozicijos ant DIN bėgelio, skydų gamintojas gauna iš anksto surinktus laidų pluoštus su kištukiniais jungtimis, jau prijungtomis prie laidų galų. Jungčių blokas – 2–24 padėčių kištukas su 5,08 mm žingsniu – jungiamas prie fiksuotos ant DIN bėgelio pritvirtintos antgalio. Spintelių gamintojo užduotis perkeliama nuo 800 atskirų laidų prijungimų prie 20–40 iš anksto surinktų jungčių blokų prijungimo prie atitinkamų antgalių.

Tai iš esmės kitoks surinkimo modelis, kurio pasekmės gerokai viršija tiesioginį darbo sąnaudų taupymą. Didelio tikslumo, klaidų dažnumą lemiantys laidų klojimo darbai perkeliami į laidų gamybos etapą, kur juos galima atlikti ant stendo geresniu apšvietimu, netrukdomai pasiekiant jungčių paviršius ir – svarbiausia – naudojant automatinę laidų testavimo įrangą, kuri patikrina kiekvienos jungties tęstinumą, teisingą kontaktų paskirstymą ir izoliacijos varžą prieš išsiunčiant laidų komplektą į elektros skydų dirbtuves. Laidų testavimo sistema, naudojanti „Cirris“ ar panašų automatinį testerį, gali patikrinti 50 padėčių jungties mazgą per mažiau nei 30 sekundžių ir parengti bandymo ataskaitą, kuri tarnauja kaip objektyvus kokybės įrodymas elektros skydų dirbtuvių gaunamam patikrinimui. Perėjimas nuo pasitikėjimo techniko dėmesiu prie pasitikėjimo bandymo įrangos objektyviais matavimais.

Laiko sutaupymas yra didelis ir gerai dokumentuotas pramoninių skydų gamyboje. Jungčių blokas su 12 iš anksto paruoštų laidų įkišamas į DIN bėgelio lizdą per 5–10 sekundžių – tiek laiko reikia jungtiai sulygiuoti su lizdu, įstumti ją, kol fiksavimo skirtukas užsifiksuos su girdimu spragtelėjimu, ir vizualiai patvirtinti visišką įdėjimą, patikrinant, ar jungties paviršius yra lygus lizdo paviršiui. Tradiciniam 12 padėčių sraigtiniam gnybtų blokui prijungti spintelėje reikia 12–18 minučių. Kištukinis metodas sutrumpina šį laiką iki mažiau nei 30 sekundžių, kai naudojamas spintelėje – tai daugiau nei 95 % mažesnis spintelėje atliekamų 12 jungčių darbo laikas. 800 jungčių spintelėje su kištukinėmis jungtimis spintelėje laidų prijungimo laikas sutrumpėja nuo daugiau nei 13 valandų iki maždaug 2–3 valandų. Užbaigtų laidų surinkimo laikas, atliekamas prie stalo, prideda 4–6 valandas, todėl bendras laidų prijungimo laikas sumažėja 35–45 %.

Klaidų pašalinimas naudojant fiksuotą kontaktų išdėstymą

Ekonomiškai reikšmingiausias kištukinių gnybtų blokų privalumas gali būti ne darbo sąnaudų taupymas, o beveik visiškas laidų priskyrimo klaidų išnykimas. Kai laidų pluošto gamintojas sukonstruoja 12 padėčių jungtį su laidais nuo 1 iki 12 padėčių, jų kontaktų išdėstymas yra fiziškai fiksuotas. Elektros skydų gamintojas negali įkišti netinkamo laido į 7 padėtį, nes 7 padėties laidas jau yra prijungtas jungtyje 7 padėtyje ir negali būti perkeltas nenupjovus ir nepakartotinai neprijungus. Vienintelis surinkimo veiksmas spintelėje yra jungties prijungimas prie tinkamos antraštės, pažymėtos jungties identifikatoriumi (pvz., „X101“), kuris atitinka ir laidų schemą, ir fizinę etiketę ant laidų pluošto pusės jungties korpuso.

Šis perėjimas nuo kiekvieno laido patikros prie kiekvienos jungties patikros iš esmės pakeičia klaidų aptikimo profilį. Tradicinėje „taškas-taškas“ laidinėje spintelėje kiekviena iš 800 jungčių turi būti atskirai patikrinta pagal laidų schemą – patikros procesas trunka 4–6 valandas ir jai būdingas toks pat žmogiškųjų klaidų dažnis kaip ir originaliai laidų sujungimui. Naudojant kištukines jungtis, patikra sutrumpėja iki: (1) patvirtinama, kad laidų gamintojas patikrino laidų pluošto vientisumą ir kontaktų išdėstymą ir ar yra bandymo ataskaita, ir (2) patvirtinama, kad kiekvienas jungties kištukas yra teisingoje antgalyje, vizualiai patikrinant etiketę pagal spintelės išdėstymo brėžinį. 2 veiksmas trunka 10–15 minučių 30 jungčių. Bendras patikros laikas sutrumpėja nuo 4–6 valandų iki mažiau nei valandos. Laidų sujungimo klaidų dažnis sumažėja nuo 2–5 kiekvienai spintelei iki beveik nulio, nes kontaktų išdėstymą fiziškai užtikrina jungtis – operatorius neturi nuspręsti, kuris laidas kur eina, tik vizualinis dviejų etikečių atitikimas.

The UL 508A pramoninių valdymo skydų standartas ir IEC 61439 Žemos įtampos skirstomųjų ir valdymo įrenginių mazguose kištukinių jungčių technologija naudojama kaip priemonė gamyklinių laidų kokybei gerinti. UL 508A konkrečiai leidžia kištukines jungtis kaip priimtiną laidų sujungimo būdą, jei jungtis yra nurodyta taikymui, o įtampos / srovės vardinės vertės atitinka jungties gamintojo specifikacijas.

Lauko paslaugos: kur investicijų grąža dauginasi

Sutaupytas surinkimo laikas pateisina kištukinių gnybtų blokų naudojimą skydų dirbtuvėse; sutaupytos techninės priežiūros išlaidos yra tai, kur investicijų grąža padidėja, net ir gerokai viršijant pradinį pirkimo pagrindą. Kai įvesties/išvesties modulis sugenda PLC spintoje, sujungtoje tradiciniais sraigtiniais gnybtais, techninės priežiūros procedūra užima labai daug laiko: reikia nufotografuoti arba paženklinti kiekvieną prie sugedusio modulio prijungtą laidą (10–30 minučių, priklausomai nuo laidų tankio ir esamos ženklinimo kokybės), atjungti visus 20–40 atskirų laidų (5–15 minučių), išimti sugedusį modulį ir įdiegti pakaitinį (5–10 minučių), iš naujo prijungti visus laidus prie tinkamų pakaitinio modulio gnybtų, remiantis 1 veiksme padaryta nuotrauka arba etiketėmis (20–45 minutės), ir patikrinti kiekvieną jungtį (5–10 minučių). Bendras praėjęs laikas: 45–105 minutės kvalifikuoto techniko darbo, per kurį gamybos mašina neveikia.

Naudojant kištukines jungtis, procedūra sutampa iki: atjunkite jungčių bloką nuo sugedusio modulio (5 sekundės), išimkite sugedusį modulį ir įdiekite pakaitinį (5–10 minučių), ir įjunkite jungčių bloką į pakaitinį modulį (5 sekundės). Nuliniai laidai atjungiami. Nuliniai laidai vėl užbaigiami. Nulines jungtis reikia patikrinti, nes ta pati jungtis su tais pačiais laidais tose pačiose kontaktų vietose dabar prijungta prie identiško pakaitinio modulio. Bendras laikas – mažiau nei 10 minučių, daugiausia mechaninio modulio pakeitimui ir PLC pakartotiniam inicializavimui – yra 80–90 % trumpesnis, palyginti su tradicine procedūra. Pramonės šakose, kuriose mašinų prastovos kainuoja 500–5 000 JAV dolerių per valandą (automobilių surinkimo linijos, maisto ir gėrimų pakuotės, farmacijos gamyba, puslaidininkių gamyba), skirtumas tarp 90 minučių ir 10 minučių remonto sutaupo 650–7 500 JAV dolerių prastovų išlaidų vienam įvesties / išvesties modulio gedimui. Per 10–15 metų mašinos eksploatavimo laiką, kai pakeičiami 3–6 įvesties / išvesties moduliai, vien sutaupytos lėšos atliekant techninę priežiūrą gali 3–5 kartus viršyti papildomas kištukinių gnybtų blokų sąnaudas.

Vieno ryšio sąnaudų ekonomika

Komponentų lygmeniu tradicinis 2 padėčių sraigtinių spaustukų gnybtų blokas kainuoja maždaug 0,30–0,60 JAV dolerių už poziciją, jei perkama daug (5 000 ir daugiau pozicijų). Kištukinė 5,08 mm gnybtų blokų sistema, kurią sudaro ant DIN bėgelio montuojama antgalis ir laidų pluošto kištukinė jungtis, kainuoja maždaug 0,80–1,50 JAV dolerių už poziciją. Komponentų kainos priedas yra reikšmingas 0,50–1,00 JAV dolerių už poziciją, o 800 pozicijų spintelėje tai reiškia 400–800 JAV dolerių papildomų medžiagų sąnaudų.

Tačiau komponentų kaina yra tik vienas iš elementų. Visas surinkimo darbo įkainis Šiaurės Amerikos arba Vakarų Europos plokščių dirbtuvėse yra 35–55 USD per valandą. Sutaupytos darbo sąnaudos vienam prijungimui – maždaug 30–50 sekundžių – taikant tokius įkainius sudaro 0,29–0,76 USD už vieną jungtį. Naudojant kiekvieno diapazono vidurio taškus, 0,75 USD komponentų priedas kompensuojamas 0,50 USD darbo sąnaudų santaupomis, todėl grynasis priedas yra 0,25 USD už poziciją – arba 200 USD, jei spintelė turi 800 pozicijų. Įskaičiavus sutaupytas lauko aptarnavimo išlaidas, sutrumpintą funkcinių bandymų laiką ir garantinių laidų jungimo pretenzijų panaikinimą, bendros eksploatavimo sąnaudos pirmaisiais–antraisiais lauko eksploatavimo metais smarkiai pasislenka kištukinių jungčių naudai.