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遠程I/O安裝的新方法

作者: 時間:2016-12-19 來源:網絡 收藏


半編組方法在系統(tǒng)端為不規(guī)則編組。

當機柜在測試時需要連線而在運輸時需要拆解時,扇出編組方法是最佳的選擇。

交叉布線編組將半編組和扇出編組結合在了一起。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/331250.htm當信號編組和I/O端子位于安裝在不同位置的獨立的機柜中時,或者在進行工廠驗收測試(FAT)時需要將兩者相連,而發(fā)貨到現(xiàn)場時需要將兩者拆解運輸,在抵達現(xiàn)場之后,信號編組和I/O端子之間的連線必須重做。這樣的情況下半編組方式就不太合適了。
扇出編組
當集線柜和系統(tǒng)機柜在系統(tǒng)搭建和FAT時需要連接起來,但是需要拆解開來單獨發(fā)貨時,就需要采用扇出編組方式。按照建設時間表,集線柜和系統(tǒng)機柜的發(fā)貨日期很有可能不同,通常要求集線柜的發(fā)貨日期比系統(tǒng)機柜的發(fā)貨日期早幾個月。
在這種布置下,現(xiàn)場布線不按照線對排序,每個電纜都需要使用用戶終端。任何閑置的線對都會被置于保護管中,增加了以后工廠運作過程中使用這些限制芯線的風險。
在FAT之后,電纜從系統(tǒng)機柜上拆除下來,然后在集線柜底部盤成捆。到達現(xiàn)場之后,這些電纜再次與系統(tǒng)機柜相連,還要注意保護連接器,因為在建設現(xiàn)場有可能會被損壞。在制造的時候必須知道電纜的長度,這點必須在項目的早期完成。
交叉編組
對于要求較高的應用場合,交叉編組將半編組和扇出編組架構結合起來。交叉將現(xiàn)場電纜按照線對排序,對于分斷器、熔絲或者終端器件則采用不規(guī)則編組方法。在分斷器和系統(tǒng)機柜之間采用常見的預制電纜。
當使用獨立的集線柜和系統(tǒng)機柜時這種解決方案比較合適。由于預制電纜的長度不同,所以在項目的較后期才能知道最終的房間布局。而且,熔絲、繼電器或者隔離裝置可以安裝在現(xiàn)場信號線和I/O端子之間。
這種編組方法的優(yōu)點使便于維護,還能夠減少現(xiàn)場安裝時間,因為所需完成的任務僅僅是在兩端之間插好預制電纜即可。其較為明顯的缺點就是需要額外的機柜空間。
比較
這三種傳統(tǒng)的編組方法各具優(yōu)缺點。半編組方法適用于改造項目和使用RIE的項目,當編組在機柜的一端完成而I/O端子位于另外一端時,這種該方法也適用。然而,如果使用獨立的編組和系統(tǒng)機柜然后進行異地FAT,那么半編組就不是最好的選擇。
當系統(tǒng)電纜或者獨立編組以及系統(tǒng)機柜已經定型時,扇出編組就比較有效,要求在系統(tǒng)機柜就位之前編組機柜就必須在現(xiàn)場就位,或者在設計過程中無法明確現(xiàn)場電纜的細節(jié)。這種類型的編組方法更加靈活,相比于半編組方法減少了現(xiàn)場建設耗時,但是從整個項目周期的角度來看會面臨挑戰(zhàn)。
交叉編組方法提供更加靈活的時間計劃、運輸和FAT的選擇,還能夠減少計劃風險。相比于半編組方法和扇出編組方法,它還具有更多的好處,不過項目初始成本有所增加。
采用通用信道技術的遠程I/O
正如之前所述,上面所列的所有編組方式都有同樣的最終目的:將現(xiàn)場設備與控制系統(tǒng)相連接。它們都開始于同樣的基本假設:儀表位于現(xiàn)場,現(xiàn)場布線匯聚與接線盒處,然后引入編組機柜,內部電纜與中央安裝著I/O模塊的機柜相連接。它們唯一的區(qū)別在于多芯電纜編組機柜中是如何處理的以及它們如何與控制系統(tǒng)相連。
越來越多的遠程I/O對這種假設或者對I/O模塊一定要安裝在同一個位置的要求提出了挑戰(zhàn)。將I/O模塊布置于現(xiàn)場,臨近過程儀表安裝,就可以不使用多芯電纜和集線柜,極大地簡化了現(xiàn)場到控制室的布線架構。使用遠程I/O方法有諸多好處,包括降低成本、加速項目周期以及降低如下風險:
■ 可以配置的遠程I/O能夠降低或者免除編組的需要。由于現(xiàn)場信號能夠直接加載到I/O端子上,所以就無需進行編組了。這種方法的優(yōu)點很多,包括降低材料成本,例如機柜、導管、內部鏈接電纜、電纜托盤和其他支撐物。它還能夠降低裝機重量(這對于浮式采油設備非常重要)、項目人工成本、調試成本和備案成本。
■ 由于I/O被置于過程現(xiàn)場,所以控制室中的系統(tǒng)體積得以縮小,現(xiàn)在引入中央控制室的唯一的一條電纜就是I/O通訊電纜。
■ 整個系統(tǒng)的靈活性有所增強,因為閑置通道能夠被更好地利用,可以對I/O進行更多的本地配置,而不是一定要返回中央站點。
■ 快速構建項目更加容易布置,因為可以在現(xiàn)場布局設計完成之前就對系統(tǒng)進行測試。
■ 由于供應鏈實現(xiàn)了標準化,所以項目的執(zhí)行效率有所提高。
可配置通用信道技術也具有上述很多優(yōu)點,這種技術允許在控制系統(tǒng)已經通過調試并且上線之后對其進行關鍵更改。這種方法改變了項目提交的時間表,因為系統(tǒng)工程能夠與外部設計完全割離開來。
可配置通用信道技術將安全I/O、過程I/O和控制機柜從信道類型的束縛中釋放出來。通用I/O模塊在集成控制和安全系統(tǒng)(ICSS)上采用了通用的設計方法,既可以用于控制系統(tǒng)也可以用于安全系統(tǒng)。無需額外的硬件或者接口模塊,就可以將任何信號類型與任何通道相連。由于無所謂不同類型的I/O,所以用戶的硬件也無需選擇特定類型的I/O。機柜可以標準化,因為任何標準的現(xiàn)場信號都能夠與任何I/O通道連接。
由于這種方法能夠接受任何類型的信號(模擬、數(shù)字、輸入或者輸出),在自動化項目中很常見的儀表改動就可以通過軟件來實現(xiàn),無需做硬件改動。在安全項目和過程項目上如果采用了通用I/O,項目團隊就只需要考慮I/O數(shù)量和設備類型即可。
可配置信道的方法雖然不能簡單地減少設置免除編組的需要,但是,最為重要的是,這種方法確保了遠程配置的快速完成。從理論上講,這種方法會在項目設計階段簡化工程和配置的復雜度,節(jié)約高達33%的安裝成本。通過遠程登錄就可以完成后續(xù)的配置更改,無需派遣人員赴現(xiàn)場對硬件進行改動,所以只需幾分鐘就可以完成,而不是幾天。
在車間中搭建,而不是現(xiàn)場
并不難想象,這種方法還能簡化機柜的需求。通常,機柜的設計和構造文件資料都無法在項目的建設工期內按時完成,這意味著很多的機柜安裝、測試和配置需要在現(xiàn)場完成,這樣一來成本就更高,有效的文件資料就更難完成。
通用機柜就是簡單的標準機柜,具有可配置輸入能力。其靈活性能夠輕松實現(xiàn)機柜更改和配件增加,而且無需重新連線就可以在任何時候完成變更。重新建造其他的機柜也很容易,因為機柜的容量和資源已經預先確定。由于并不采用編組機柜,所以項目的規(guī)??梢越档?,安裝成本降低,維護成本降低。驗收測試的安排也能夠改進,因為后續(xù)對I/O配置進行更改相當容易。此外,還有很多其他好處:
■ 通用機柜能夠改進項目周期,因為用戶工程和文件備案工作可以減少,無需對每一個機柜進行用戶再設計。采用通用機柜就需要考慮I/O數(shù)量,而不是I/O類型,所以項目遞交更加快速。
■ 除了改進的項目周期,通用機柜還能夠保證更加快速以及更具性價比地檢驗。
■ 為其他的設備挪出空間非常容易。由于每一個I/O通道都可以通過軟件配置成任何類型,所以后續(xù)的布線改動也很容易實現(xiàn)。無需對那些不一定會用到的I/O模塊指定節(jié)點類型,因為可配置式I/O支持多種節(jié)點類型。
■ I/O硬件的總數(shù)量得以降低。例如,一個具有5000個I/O端口的項目,模塊數(shù)量能夠削減大約35%。即使小型項目也能夠因此受益,因為使用傳統(tǒng)方法,哪怕增添一臺具有不同類型信號的設備都需要增加一個I/O模塊。
■ 對于那些設備分布相對較遠的工廠,例如煉油廠罐區(qū),相比于遠距離布線或者采用額外的RIE,配有通用I/O模塊的通用機柜就是一種極具性價比的方案。
可配置信道技術在系統(tǒng)升級中也有用武之地,特別是在一些空間受限的控制室內。通用I/O模塊能夠減小裝機空間,模塊的靈活性使其能夠匹配現(xiàn)有的現(xiàn)場布線,同時還能夠增加信道信號。
即使不在現(xiàn)場安裝遠程通用I/O模塊,仍舊有一些其他的好處。通用I/O模塊能夠用在RIE和設備室內,減少或者免除之前所論述的交叉布線編組的需要。
這些新型的I/O模塊方法特別適用于高度分布式的過程或者高度模塊化的過程。雖然如此,還是要牢記,每一種情況都有其獨特性,不同的工廠需要評價各種好處,并自行核算實施每種方法的成本。最后,這些新型I/O技術為我們選擇解決問題的方法擴寬了思路,我們可以使用不那么復雜的安裝方案滿足更高的功能需求。這就是最本質的進步。

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