Популярность модулей ввода-вывода растет. Они применяются не только по классической схеме, в системах ПЛК, но и более сложных комплексах, построенных на компьютерах и программируемых автоматизированных контроллерах. Именно последний вариант выглядит наиболее перспективным, так как PAC – это идеальная комбинация надежности, характерной для программируемо-логических контроллеров, и функциональности, вычислительной мощности компьютеров.
Статистика показывает, что в группу самых востребованных протоколов коммуникации входят последовательные стандарты RS-232 и RS-485, а также продвинутые решения на базе Ethernet. Модули ввода-вывода применяются в производственных автоматизированных системах, жилищно-коммунальном хозяйстве, различных коммерческих областях.
Статистическая информация
Согласно анализу рынка, наиболее распространенными являются следующие модули:
- Устройства, укомплектованные входами, выходами для дискретных и аналоговых сигналов;
- Учетные устройства;
- Модули, обеспечивающие точность движения управляемого устройства, например, привода или роботизированного станка;
- Устройства непрерывной модуляции.
Чаще всего модули ввода-вывода применяются в комплексах, основу которых составляют программируемо-логические контроллеры, второе место занимают системы на базе компьютеров, третье – PAC.
Коммуникационные технологии
Большинство предприятий предпочитает использовать методы передачи данных, основанные на протоколах Serial RS-232, RS-485 и Ethernet. Можно с большой долей уверенности говорить, что такая тенденция сохранится и в ближайшие годы.
Самая востребованная версия Ethernet – TCP/IP, а точнее – ее модификация ModBus TCP/IP. Разработка ModBus датирована 1979 годом, но до сих пор он считается максимально надежным и функциональным, количество устройств, для которых он является основой, постоянно увеличивается, что исключает сложностью с совместимостью при построении новых сетей или модернизации – старых.
Популярность набирают беспроводные методы коммуникации. Пока они не получили особо широкого распространения, но многие организации утверждают, что в ближайшее время откажутся от проводов, начнут модернизацию сетей.
Поиск поставщика
Несмотря на изменение геополитической обстановки, импортные модули ввода-вывода продолжают возглавлять рейтинги продаж. Причина – более комплексная техническая поддержка, пока недоступная российским компаниям. Впрочем, на фоне импортозамещения и совершенствования продукции, спрос на отечественные разработки растет, некоторым маркам удалось по качеству вплотную приблизиться к иностранным аналогам. Сказываются на популярности российских брендов и более простая логистика, сокращенные сроки доставки и сниженные цены.
Модули ввода-вывода: классификация и особенности
Несмотря на функциональное сходство, модули I/O – это устройства, значительно отличающиеся друг от друга по выполняемым задачам, конструктивному исполнению. Каждый производитель старается представить уникальные решения, адаптированные к определенным условиям и системам. Наиболее распространенные группы нужно рассмотреть в подробностях.
Компактные защищенные устройства
К этой категории относится, например, линейка Fieldbus Box, разработчиком которой стала марка BECKHOFF. Ее отличительные особенности таковы:
- Соответствие стандарту IP65 и даже более высоким, что гарантирует стойкость к воздействию пыли, влаги. Достигается оно герметичным корпусом, изготовленным по литьевой технологии, наиболее уязвимые точки которого усилены уплотнителями;
- Компактность, упрощающая монтаж, обеспечивающая совместимость с различным оборудованием;
- Система самодиагностики для быстрой фиксации сбоев, что позволяет использовать устройства в наиболее ответственных линиях и комплексах, вплоть до систем непрерывного производства;
- Универсальность, совместимость с различными датчиками, сенсорами, выключателями.
Бюджетные решения
При необходимости сократить затраты на обустройство системы, рекомендуется использовать, например, недорогие устройства I/O от марки WAGO. Несмотря на низкую цену, они неприхотливы, надежны и универсальны, поддерживают 230-вольтовое напряжение, что обеспечивает прямую совместимость с датчиками и исполнительными приводами высокой мощности, без использования переходников и преобразователей.
Устройства WAGO идеально подходят для производственных комплексов FieldBus малого и среднего масштаба. Помимо стандартных, доступны и специализированные модули, например, во взрывозащищенном исполнении, ориентированные на предприятия переработки нефти, газа, энергетические объекты.
Беспроводные устройства
Технические средства серии WD30 от марки OMRON – лучшее решение, если при формировании сети невозможно использовать стандартный, проводной, метод передачи сигнала. Причины могут быть как техническими, так и экономическими. Основные преимущества и характеристики беспроводной линейки OMRON таковы:
- Максимальное количество точек ввода и вывода сигнала – 1600;
- Поддержка протокола DeviceNet;
- Предельная дистанция между беспроводными модулями в помещении – 60 метров, возможность ее четырехкратного увеличения за счет ретрансляции;
- Особые алгоритмы модуляции делают сигнал устойчивым к электромагнитным наводкам и другим помехам, что особенно актуально при использовании на производственных объектах.
Универсальные решения ADAM-4000
Такие устройства предлагает производитель ICP DAS. Модули I/O, представляющие линейку I-7000 сопоставимы с аналогами других брендов, однако, характеризуются более доступной ценой и высочайшим качеством, надежностью, которой славится продукция ICP DAS.
Устройства компактны, что упрощает монтаж, корпус из модифицированного полимера делает их прочными, устойчивыми к внешним воздействиям, имеются порты RS-485 и полная поддержка протокола ADAM-4000.
Интеллектуальные решения
К данному классу относится серия ET-01 от компании “ABC MK”. Устройства укомплектованы 16 входными и 8 выходными контактами, поддерживают все версии последовательных интерфейсов, от 232 до 485. Устройство способно осуществлять управление исполнительными приводами по заданной программе вне зависимости от ПЛК. Модули автономны, могут быть успешно установлены в уже используемые комплексы автоматизации.
Универсальные разработки PROFINET и PROFIBUS
Яркий пример – Siemens ET 200PRO, многофункциональное устройство от знаменитого немецкого концерна, модульная станция, позволяющая сформировать комплексы I/O, основами для которых станут сети PROFINET и PROFIBUS DP. Благодаря особому корпусному исполнению, соответствию стандарту IP67, такие устройства можно ставить без дополнительной защиты в виде коммуникационных шкафов даже на объектах с особо сложными условиями эксплуатации, открытых площадках.
Siemens ET 200PRO – одно из самых мощных и функциональных решений для производственных организаций широкого спектра, совместимое с различными модулями, цифровыми и аналоговыми, преобразователями частоты, исполнительными приводами.
Ethernet-решения
Именитый бренд Advantech предлагает модели ADAM-5000/TCP, укомплектованные Ethernet-портами и мощными процессорами, что позволяет наладить быстрый обмен данными, анализировать весь спектр информации о контролируемом объекте.
Благодаря поддержке универсальных протоколов, устройство легко внедрить в комплексы SCADA. Slave-модули подключаются к последовательному порту RS-485. Дополнительно предусмотрена возможность дистанционной настройки через Ethernet. Предельная дистанция связи – 100 метров, но ее легко увеличить за счет репитеров.
Многофункциональные комплексы ввода/вывода
К этой группе принадлежат интеллектуальные модули ТЕКОНИК от производителя “Промконтроллер”, подходящие для комплексов производственной автоматизации, учета расхода ресурсов, диспетчеризации. При производстве строго соблюдаются требования международного стандарта МЭК 61000-6-2, что допускает эксплуатацию на объектах энергетической сферы, предприятиях, где имеют место выраженные электромагнитные наводки, способные исказить сигнал.
Для дополнительной защиты от конденсата, расширения интервала рабочих температур, на плату нанесено лаковое покрытие. Основной поддерживаемый протокол – RS-485, возможна обработка цифровых и аналоговых сигналов. К системам ТЕКОНИК можно подключить многочисленные вспомогательные модули, расширяющие их функциональные возможности, упрощающие эксплуатацию. Это могут быть операторские панели, температурные датчики, манометры, счетчики.
