當您聽到工業(yè)4.0時，您是否設想機器人在工廠內忙碌工作，在倉庫中揀選和包裝產品或制造汽車？事實上，工業(yè)4.0定義了現(xiàn)代工廠環(huán)境。它由數(shù)十個聯(lián)網控制器組成，連續(xù)監(jiān)控來自數(shù)百甚至數(shù)千個傳感器（如開關和液位檢測器）的輸入。同時，信號被發(fā)送到類似數(shù)量的輸出設備，如閥門、電磁閥或電機驅動器。電子編組簡化了將這組擴展的現(xiàn)場接線連接回控制器的過程。但是，問題仍然可能發(fā)生。讓我們看一下這些是如何發(fā)生的，并向您展示一種快速簡便的方法來解決問題（如果它們發(fā)生）。

有線編組造成布線復雜性

直到最近，將現(xiàn)場I/O設備連接到可編程邏輯控制器（PLC）的標準方式一直是通過傳統(tǒng)的有線編組，如圖2所示。多芯電纜將電線從位于工廠車間的現(xiàn)場設備連接到編組面板的接線端子，通常位于 I/O 室中。在這里，接線是交叉編組的，以便每個現(xiàn)場設備都連接到相應控制器通道的I/O卡。

圖2.有線編組

這種方法可能會導致問題。例如，在交叉編組期間，很難跟蹤電線的來源和去向，如果電線連接不正確甚至完全未連接，則會導致錯誤。對于技術人員和工程師來說，調試和測試每個連接可能既耗時又費力，可能會給新過程的調試帶來代價高昂的延遲。從理論上講，一旦調試完成，系統(tǒng)應該可以正常運行，但如果在項目后期需要不可預見的更改，則可能會出現(xiàn)其他問題。有時可能需要添加新的現(xiàn)場設備。例如，如果將溫度開關更改為溫度變送器，則需要將數(shù)字輸入更改為模擬輸入。如果將新的現(xiàn)場設備添加到系統(tǒng)中，但編組面板沒有足夠的所需類型的備用連接來容納它們，則會出現(xiàn)更糟糕的情況。在這種情況下，需要更換控制器，這可能會增加項目的額外成本和延遲。

電子編組：一種新的信號路由方法

有線編組正逐漸被電子編組所取代，電子編組是過程自動化中信號路由的新方法（圖 3）。

圖3.電子編組。

開發(fā)電子編組技術是為了防止與有線編組的手動元素相關的人為錯誤，即編組面板上的 I/O 設備的交叉連接。與有線編組一樣，來自現(xiàn)場的多芯電纜由工廠車間的技術人員路由到編組柜中接線端子的右側。但是，在 I/O 室中，不再需要手動將每個接線端子連接到相應的控制器 I/O 通道，因為這是在系統(tǒng)本身內以電子方式處理的。電子編組的明顯優(yōu)勢是，I/O設備可以在必要時連接到特定的控制器，而無需更改物理接線。如果在項目的后期階段，對 I/O 類型進行了更改，或者需要其他設備，則無需更改現(xiàn)有布線或機柜。此外，可以將額外的I/O容量添加到編組柜中，然后根據(jù)需要以電子方式編組到控制器。電子編組方法的核心是便攜式和可更換模塊或卡的機架。將適當?shù)目愋筒迦?I/O 現(xiàn)場設備接線所連接的插槽中。例如，數(shù)字輸入（DI）卡將放置在溫度開關的插槽中。然后，該卡將連接到控制器的相應通道。每個控制器通道的功能由放置在每個插槽中的卡類型（例如，DI 或數(shù)字輸出 （DO））定義。

電子編組的靈活性限制

雖然電子編組提供的靈活性是顯而易見的，但存在不那么明顯的固有不靈活性。傳統(tǒng)上，工業(yè)和過程控制工程師使用術語“數(shù)字IO”來指代PLC發(fā)送和接收的數(shù)字信號。然而，這個詞本身就用詞不當。PLC上沒有“數(shù)字IO”通道這樣的東西。存在“數(shù)字輸入”通道或“數(shù)字輸出”通道。因此，如果需要將控制器通道的功能從 DI 更改為 DO，反之亦然，則必須更改通道的物理卡。此外，DI 和 DO 通道的總數(shù)由機架中每種類型的卡的數(shù)量定義。這限制了電子編組系統(tǒng)的靈活性，因為它固定了機架中DI通道和DO通道的數(shù)量。

通道配置靈活性

顯然，更理想的方案是根據(jù)需要將每個通道配置為 DI 或 DO。好消息是，現(xiàn)在使用帶數(shù)字輸入的MAX14914高邊開關可以實現(xiàn)這一點（圖4）。使用MAX14914，PLC可以將每個卡配置為DI或DO。如果通道的功能發(fā)生變化，則無需手動移除和重新配置卡?？刂仆ǖ揽梢哉嬲恢付椤皵?shù)字IO”通道，而不限制每種類型通道的數(shù)量。唯一的限制是PLC本身可以處理的通道數(shù)量。告別那些討厭的重新布線工作！

圖4.高邊開關，具有可設置的限流、推挽式驅動器選項和數(shù)字輸入配置。

審核編輯：郭婷