Време ожичења PLC кућишта значајно се смањује помоћу утикачних DIN шинских терминалних блокова са кораком од 5,08 мм — шта произвођачи оригиналне опреме за индустријску аутоматизацију добијају у ефикасности монтаже

Радни садржај традиционалног ожичења са вијчаним терминалима

У PLC контролном ормару средње сложености за машине за паковање, транспортне системе или управљање машинама за бризгање пластеница, обично постоји 600-1.200 појединачних завршетака жица. Сваки завршетак на традиционалном пролазном терминалном блоку са завртњем захтева: скидање изолације од 8-10 мм са краја жице помоћу калибрисаног алата за скидање изолације, уметање огољене жице у отвор терминала, затезање завртња до наведеног обртног момента (обично 0,5-0,8 Nm за жицу од 2,5 mm² како је навео произвођач терминала) и проверу везе тестом повлачења према IEC 60947-7-1. Комплетан циклус скидања изолације-уметања-затезања-верификације траје 45-90 секунди по жици, у зависности од искуства техничара, приступачности положаја терминала унутар густо збијеног ормара и да ли усмеравање жице захтева додатне кораке управљања кабловима. Са просеком од 60 секунди по вези и 800 завршетака по ормару, само рад на директном ожичењу је 800 минута - преко 13 сати по ормару.

Ово не укључује време потребно за тумачење дијаграма ожичења и његово мапирање на физичке позиције терминала. Дијаграм ожичења приказује логичке везе: „I0.0 → терминал X1:47“. Техничар мора да лоцира терминал X1 на DIN шини, преброји до позиције 47 у реду од 60-80 идентично изгледајућих терминала и убаци исправну жицу. При густини од 60 терминала по метру DIN шине, визуелно разликовање између терминала 47 и терминала 48 захтева фокусирану пажњу на сваку појединачну везу. Стопа грешака у производним условима — где техничари ожиче ормаре 7-8 сати по смени — је приближно 2-5 грешака у ожичењу по ормару у просеку, на основу података о квалитету у радионици са панелима које сам прегледао. Свака грешка захтева 15-45 минута за дијагностиковање и исправљање током функционалног тестирања, додајући 30-225 минута времена за прераду по ормару. Ове грешке су готово у потпуности функција корака ручног мапирања — прсти техничара су досегли исправну жицу, али погрешан положај терминала — и практично их је немогуће елиминисати само обуком или процесном дисциплином.

Парадигма прикључка: Завршава се на каблу, а не на ормарићу

Утикачни терминални блокови мењају основни начин повезивања са терминирања у ормару на терминирање на каблу. Уместо увођења појединачних жица у ормар и завршетка сваке од њих на њеном одређеном положају на DIN шини, произвођач разводних табли добија претходно састављене кабловске снопове са утичним конекторима који су већ завршени на крајевима жица. Конекторски блок - утикач са 2-24 положаја и размаком од 5,08 мм - спаја се са фиксном разводном плочом монтираном на DIN шину. Задатак произвођача разводних табли се помера са 800 појединачних завршетака жица на укључивање 20-40 претходно састављених конекторских блокова у њихове одговарајуће разводне плоче.

Ово је фундаментално другачији модел монтаже са импликацијама које се протежу далеко изван директних уштеда рада. Рад на високопрецизном, грешкама склоном ожичењу помера се узводно у фазу производње каблова, где се може изводити на радном столу под бољим условима осветљења, са несметаним приступом површинама конектора и - што је кључно - уз аутоматизовану опрему за испитивање каблова која проверава сваки спој у погледу континуитета, исправног распореда пинова и отпора изолације пре него што се кабл пошаље у радионицу за монтажу панела. Систем за испитивање каблова који користи Cirris или сличан аутоматизовани тестер може да верификује склоп конектора са 50 положаја за мање од 30 секунди и да произведе извештај о испитивању који служи као објективан доказ квалитета за улазну инспекцију радионице за монтажу панела. Помак је са поверења у пажњу техничара на поверење у објективно мерење опреме за тестирање.

Уштеде времена су значајне и добро документоване у индустријској изради панела. Блок конектора са 12 претходно завршених жица се укључује у своју DIN шину за 5-10 секунди - време потребно за поравнавање конектора са конектором, гурање док се језичак за закључавање не закачи уз чујни клик и визуелно потврђивање потпуног уметања провером да ли је површина конектора у равни са површином конектора. Традиционални блок са 12 позиција и завртњим терминалима захтева 12-18 минута за завршетак у ормару. Приступ са утикачем смањује ово на мање од 30 секунди за рад на страни ормара - што је смањење рада на страни ормара за више од 95% за тих 12 веза. У ормару са 800 прикључака са утичним конекторима, време ожичења на страни ормара опада са 13+ сати на приближно 2-3 сата. Време склапања завршеног кабла, које се изводи на радном столу, додаје 4-6 сати, за нето смањење од 35-45% укупног рада на ожичењу.

Отклањање грешака фиксирањем пинова

Најекономскија значајнија предност утикачних терминалних блокова можда није уштеда рада - већ готово потпуно елиминисање грешака у распоређивању ожичења. Када произвођач каблова направи 12-полужни конектор са жицама у позицијама од 1 до 12, распоред пинова је физички фиксиран. Конструктор панела не може да убаци погрешну жицу у позицију 7 јер је жица за позицију 7 већ завршена у конектору на позицији 7 и не може се померити без сечења и поновног завршетка. Једина радња монтаже у кућишту је укључивање конектора у исправан заглавље, које је означено идентификатором конектора (нпр. „X101“) који се подудара и са дијаграмом ожичења и са физичком ознаком на телу конектора на страни кабла.

Ова промена са верификације по жици на верификацију по конектору фундаментално мења профил детекције грешака. У традиционалном ожиченом ормару од тачке до тачке, свака од 800 веза мора се појединачно проверити у односу на шему ожичења – процес верификације који захтева 4-6 сати и подложан је истој стопи људских грешака као и оригинално ожичење. Са утичним конекторима, верификација се своди на: (1) потврду да је континуитет и распоред пинова тестиран код произвођача каблова и да је извештај о испитивању доступан, и (2) потврду да је сваки утикач конектора у исправном заглављу визуелном провером етикете у односу на цртеж распореда ормара. Корак 2 траје 10-15 минута за 30 конектора. Укупно време рада на верификацији пада са 4-6 сати на мање од сат времена. Стопа грешака у ожичењу пада са 2-5 по ормару на скоро нулу јер је распоред пинова физички наметнут конектором – не постоји оператерска одлука о томе која жица иде где, већ само визуелно подударање између две етикете.

The УЛ 508А стандард за индустријске контролне панеле и ИЕЦ 61439 За склопове нисконапонских расклопних и управљачких постројења, оба се позивају на технологију утикачких конектора као средство за побољшање квалитета фабричког ожичења. UL 508A посебно дозвољава утикачке конекторе као прихватљив метод ожичења, под условом да је конектор наведен за примену и да су напонске/струјне вредности у оквиру спецификација произвођача конектора.

Теренска служба: Где се повраћај инвестиције умножава

Уштеде у времену монтаже оправдавају усвајање утикачних терминалних блокова у радионици за монтажу панела; уштеде у теренској служби су место где повраћај инвестиције убрзава изнад почетног оправдања куповине. Када И/О модул откаже у PLC ормару ожиченом традиционалним вијчаним терминалима, поступак теренске службе је изузетно дуготрајан: фотографисати или означити сваку жицу повезану са неисправним модулом (10-30 минута, у зависности од густине жице и постојећег квалитета означавања), искључити свих 20-40 појединачних жица (5-15 минута), уклонити неисправни модул и инсталирати замену (5-10 минута), поново повезати све жице са исправним терминалима на заменском модулу док се позивате на фотографију или етикете снимљене у кораку 1 (20-45 минута) и проверити сваку везу (5-10 минута). Укупно протекло време: 45-105 минута рада квалификованог техничара, током којих производна машина не ради.

Са утичним конекторима, поступак се своди на: искључивање блока конектора из неисправног модула (5 секунди), уклањање неисправног модула и инсталирање заменског (5-10 минута) и укључивање блока конектора у заменски модул (5 секунди). Нулте жице се искључују. Нулте жице се поново терминирају. Нулте везе захтевају верификацију јер је исти конектор са истим жицама на истим позицијама пинова сада укључен у идентичан заменски модул. Укупно време - испод 10 минута, где доминира замена механичког модула и поновна иницијализација ПЛЦ-а - је смањење од 80-90% у односу на традиционални поступак. У индустријама где застој машина кошта 500-5.000 УСД по сату (аутомобилске монтажне траке, паковање хране и пића, фармацеутска производња, израда полупроводника), разлика између поправке од 90 минута и поправке од 10 минута штеди 650-7.500 УСД у трошковима застоја по квару И/О модула. Током животног века машине од 10-15 година са заменом 3-6 И/О модула, уштеде на теренском сервисирању могу премашити додатне трошкове утикачних терминалних блокова за фактор 3-5 пута.

Економија трошкова по конекцији

На нивоу компоненти, традиционални двопозициони пролазни терминални блок са завртњима и стезаљкама кошта приближно 0,30-0,60 УСД по позицији у великим количинама (5.000+ позиција). Систем утикачких терминалних блокова од 5,08 мм — који се састоји од конектора монтираног на DIN шину и утикача на страни кабла — кошта приближно 0,80-1,50 УСД по позицији. Премија на трошкове компоненти је значајних 0,50-1,00 УСД по позицији, што на ормарићу са 800 позиција представља 400-800 УСД додатних трошкова материјала.

Међутим, трошкови компоненти су само једна ставка. Цена рада за монтажу са пуним оптерећењем за радионицу са панелима у Северној Америци или Западној Европи је 35-55 америчких долара по сату. Уштеда рада по конекцији - приближно 30-50 секунди - претвара се у 0,29-0,76 америчких долара по конекцији по овим ценама. Користећи средње вредности сваког распона, премија за компоненте од 0,75 америчких долара је компензована са уштедом рада од 0,50 америчких долара, остављајући нето премију од 0,25 америчких долара по позицији - или 200 америчких долара за ормар са 800 позиција. Када се урачунају уштеде на теренском сервису, смањено време функционалног тестирања и елиминисање рекламација за ожичење у гаранцији, укупни трошкови власништва се одлучно померају у корист утикачних конектора у 1-2 години рада на терену.