當(dāng)您聽(tīng)說(shuō)工業(yè) 4.0 時(shí)，您是否想象機(jī)器人在工廠(chǎng)內(nèi)忙碌工作、在倉(cāng)庫(kù)中揀選和包裝產(chǎn)品或制造汽車(chē)？事實(shí)上，工業(yè) 4.0 定義了現(xiàn)代工廠(chǎng)環(huán)境。它由數(shù)十個(gè)聯(lián)網(wǎng)控制器組成，持續(xù)監(jiān)控來(lái)自數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)傳感器（如開(kāi)關(guān)和液位檢測(cè)器）的輸入。同時(shí)，信號(hào)被發(fā)送到類(lèi)似數(shù)量的輸出設(shè)備，例如閥門(mén)、螺線(xiàn)管或電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。電子編組簡(jiǎn)化了將這組擴(kuò)展的現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)連接回控制器的過(guò)程。但是，問(wèn)題仍然可能發(fā)生。讓我們看看這些是如何發(fā)生的，并向您展示一種快速簡(jiǎn)便的方法來(lái)解決問(wèn)題（如果發(fā)生）。

有線(xiàn)編組造成布線(xiàn)復(fù)雜性

直到最近，將現(xiàn)場(chǎng) I/O 設(shè)備連接到可編程邏輯控制器 （PLC） 的標(biāo)準(zhǔn)方式一直是通過(guò)傳統(tǒng)的有線(xiàn)編組，如圖 2 所示。多芯電纜將電線(xiàn)從位于工廠(chǎng)車(chē)間的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接到通常位于 I/O 室的編組面板的接線(xiàn)端子。在這里，布線(xiàn)是交叉編組的，因此每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都連接到相應(yīng)控制器通道的 I/O 卡。

圖 2. 有線(xiàn)編組

這種方法有可能導(dǎo)致問(wèn)題。例如，在交叉編組期間，很難跟蹤電線(xiàn)的來(lái)源和去向，如果電線(xiàn)連接不正確甚至完全未連接，就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。對(duì)于技術(shù)人員和工程師來(lái)說(shuō)，調(diào)試和測(cè)試每個(gè)連接可能既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，可能會(huì)給新流程的調(diào)試帶來(lái)代價(jià)高昂的延遲。理論上，一旦調(diào)試完成，系統(tǒng)應(yīng)該可以正常運(yùn)行，但如果項(xiàng)目后期需要進(jìn)行不可預(yù)見(jiàn)的更改，可能會(huì)出現(xiàn)其他問(wèn)題。有時(shí)可能需要添加新的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。例如，如果將溫度開(kāi)關(guān)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(chǎng)設(shè)備添加到系統(tǒng)中，但編組面板沒(méi)有足夠的所需類(lèi)型的備用連接來(lái)容納它們，則會(huì)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(huì)增加項(xiàng)目的額外成本和延遲。

電子編組：一種新的信號(hào)路由方法

有線(xiàn)編組逐漸被電子編組取代，這是一種在過(guò)程自動(dòng)化中進(jìn)行信號(hào)路由的新方法（圖 3）。

圖 3. 電子編組。

電子編組技術(shù)的開(kāi)發(fā)是為了防止與有線(xiàn)編組的手動(dòng)元素相關(guān)的人為錯(cuò)誤，即編組面板上 I/O 設(shè)備的交叉連接。與有線(xiàn)編組一樣，來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的多芯電纜由工廠(chǎng)車(chē)間的技術(shù)人員布線(xiàn)到編組柜中接線(xiàn)盒的右側(cè)。但是，在 I/O 室中，不再需要手動(dòng)將每個(gè)端子塊連接到適當(dāng)?shù)目刂破?I/O 通道，因?yàn)檫@是在系統(tǒng)本身內(nèi)以電子方式處理的。電子編組的明顯優(yōu)勢(shì)是 I/O 設(shè)備可以在必要時(shí)連接到特定控制器，而無(wú)需更改物理接線(xiàn)。如果在項(xiàng)目的后期階段，對(duì) I/O 類(lèi)型進(jìn)行了更改，或者需要額外的設(shè)備，則無(wú)需對(duì)現(xiàn)有布線(xiàn)或機(jī)柜進(jìn)行任何更改。此外，可以將額外的 I/O 容量添加到編組機(jī)柜，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(jī)架。將合適的卡類(lèi)型插入到連接 I/O 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線(xiàn)的插槽中。例如，數(shù)字輸入 （DI） 卡將放置在溫度開(kāi)關(guān)的插槽中。然后該卡將連接到控制器的適當(dāng)通道。每個(gè)控制器通道的功能由放置在每個(gè)插槽中的卡類(lèi)型（例如，DI 或數(shù)字輸出 （DO））定義。額外的 I/O 容量可以添加到編組機(jī)柜，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(jī)架。將合適的卡類(lèi)型插入到連接 I/O 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線(xiàn)的插槽中。例如，數(shù)字輸入 （DI） 卡將放置在溫度開(kāi)關(guān)的插槽中。然后該卡將連接到控制器的適當(dāng)通道。每個(gè)控制器通道的功能由放置在每個(gè)插槽中的卡類(lèi)型（例如，DI 或數(shù)字輸出 （DO））定義。額外的 I/O 容量可以添加到編組機(jī)柜，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(jī)架。將合適的卡類(lèi)型插入到連接 I/O 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線(xiàn)的插槽中。例如，數(shù)字輸入 （DI） 卡將放置在溫度開(kāi)關(guān)的插槽中。然后該卡將連接到控制器的適當(dāng)通道。每個(gè)控制器通道的功能由放置在每個(gè)插槽中的卡類(lèi)型（例如，DI 或數(shù)字輸出 （DO））定義。將合適的卡類(lèi)型插入到連接 I/O 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線(xiàn)的插槽中。例如，數(shù)字輸入 （DI） 卡將放置在溫度開(kāi)關(guān)的插槽中。然后該卡將連接到控制器的適當(dāng)通道。每個(gè)控制器通道的功能由放置在每個(gè)插槽中的卡類(lèi)型（例如，DI 或數(shù)字輸出 （DO））定義。將合適的卡類(lèi)型插入到連接 I/O 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備接線(xiàn)的插槽中。例如，數(shù)字輸入 （DI） 卡將放置在溫度開(kāi)關(guān)的插槽中。然后該卡將連接到控制器的適當(dāng)通道。每個(gè)控制器通道的功能由放置在每個(gè)插槽中的卡類(lèi)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(jiàn)的，但存在一種不那么明顯的固有不靈活性。傳統(tǒng)上，工業(yè)和過(guò)程控制工程師使用術(shù)語(yǔ)“數(shù)字 IO”來(lái)指代 PLC 傳輸和接收的數(shù)字信號(hào)。然而，這個(gè)詞本身就有點(diǎn)用詞不當(dāng)。PLC 上沒(méi)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，則必須更改該通道的物理卡。此外，DI 和 DO 通道的總數(shù)由機(jī)架中每種類(lèi)型的卡的數(shù)量定義。

通道配置靈活性

圖 4. 具有可設(shè)置電流限制、推挽驅(qū)動(dòng)器選項(xiàng)和數(shù)字輸入配置的高側(cè)開(kāi)關(guān)。

顯然，更理想的方案是根據(jù)需要將每個(gè)通道配置為 DI 或 DO。好消息是現(xiàn)在可以使用帶數(shù)字輸入的MAX14914高邊開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)（圖 4）。借助 MAX14914，PLC 可以將每張卡配置為 DI 或 DO。如果通道的功能發(fā)生變化，則無(wú)需手動(dòng)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(xiàn)工作！

審核編輯：郭婷