PLC kapi juhtmestiku aeg lüheneb märkimisväärselt pistikühendusega 5,08 mm sammuga DIN-rööpa klemmliistude abil – mida tööstusautomaatika originaalseadmete tootjad võidavad montaaži efektiivsuses

Traditsioonilise kruviklemmide juhtmestiku töömaht

Pakkimismasinate, konveiersüsteemide või survevaluvormimasinate juhtimiseks mõeldud keskmise keerukusega PLC juhtkilbis on tavaliselt 600–1200 üksikut juhtmeotsa. Iga traditsioonilise kruviklambriga läbivklemmliistu otsa paigaldamine nõuab: juhtme otsast 8–10 mm isolatsiooni koorimist kalibreeritud koorimisriista abil, kooritud juhtme sisestamist klemmiliistu avasse, kruvi pingutamist ettenähtud pöördemomendini (tavaliselt 0,5–0,8 Nm 2,5 mm² juhtme puhul, nagu on ette näinud klemmiliistu tootja) ja ühenduse kontrollimist tõmbetestiga vastavalt standardile IEC 60947-7-1. Täielik isolatsiooni eemaldamise-sisestamise-pingutamise-kontrollimise tsükkel võtab aega 45–90 sekundit juhtme kohta, olenevalt tehniku ​​kogemusest, klemmiliistu asukoha ligipääsetavusest tihedalt pakitud kapis ja sellest, kas juhtmete paigutamine nõuab täiendavaid kaablihalduse samme. Keskmiselt 60 sekundit ühenduse ja 800 otsa puhul kapi kohta on ainuüksi otsene juhtmestiku töö 800 minutit – üle 13 tunni kapi kohta.

See ei hõlma aega, mis kulub juhtmestiku skeemi tõlgendamiseks ja selle füüsiliste klemmide positsioonidega kaardistamiseks. Juhtmestiku skeem näitab loogilisi ühendusi: "I0.0 → klemm X1:47." Tehnik peab leidma DIN-rööpalt klemmi X1, lugema 60–80 identse välimusega klemmi reas positsioonini 47 ja sisestama õige juhtme. Tihedusel 60 klemmi DIN-rööpa meetri kohta nõuab klemmide 47 ja 48 visuaalne eristamine iga ühenduse jaoks keskendumist. Veamäär tootmistingimustes – kus tehnikud ühendavad kappe 7–8 tundi vahetuse kohta – on keskmiselt umbes 2–5 juhtmestiku viga kapi kohta, mis põhineb minu poolt läbi vaadatud paneelide töökoja kvaliteediandmetel. Iga vea diagnoosimine ja parandamine võtab funktsionaalse testimise käigus aega 15–45 minutit, millele lisandub iga kapi kohta 30–225 minutit ümbertöötlemiseks kuluvat aega. Need vead tulenevad peaaegu täielikult käsitsi kaardistamise etapist – tehniku ​​sõrmed maandusid õigele juhtmele, kuid valele klemmide positsioonile – ja neid on ainuüksi koolituse või protsessidistsipliini abil praktiliselt võimatu kõrvaldada.

Ühendatavate seadmete paradigma: lõpetage juhtmestiku, mitte kapi juures

Pistikutega klemmliistud muudavad juhtmestiku põhiparadigmat, ühendades need kapis, ühendades need juhtmestiku külge. Selle asemel, et tuua üksikud juhtmed kappi ja ühendada igaüks neist DIN-rööpal ettenähtud klemmiga, saab kilbiehitaja eelmonteeritud juhtmestiku, mille pistikud on juba juhtmete otstes ühendatud. Klemmliist – 2–24-positsiooniline pistik 5,08 mm sammuga – sobib DIN-rööpale kinnitatud fikseeritud ühenduspesaga. Kilbiehitaja ülesanne nihkub 800 üksiku juhtme ühendamiselt 20–40 eelmonteeritud ühendusploki ühendamisele vastavatesse ühenduspesadesse.

See on põhimõtteliselt erinev montaažimudel, mille tagajärjed ulatuvad kaugemale otsesest tööjõu kokkuhoiust. Ülitäpne ja veaohtlik juhtmestiku töö nihutatakse ülesvoolu juhtmestiku tootmisetappi, kus seda saab teha pingil paremate valgustustingimuste korral, takistamatu juurdepääsuga pistikutele ja – mis kõige tähtsam – automatiseeritud juhtmestiku testimisseadmete abil, mis kontrollivad iga ühendust järjepidevuse, õige tihvtide paigutuse ja isolatsioonitakistuse osas enne juhtmestiku saatmist paneelide paigaldustöökotta. Juhtmestiku testimissüsteem, mis kasutab Cirrise või sarnast automatiseeritud testerit, suudab 50-positsioonilise pistiku komplekti kontrollida vähem kui 30 sekundiga ja koostada katsearuande, mis on objektiivseks kvaliteeditõendiks paneelide paigaldustöökoja sissetuleva kontrolli jaoks. Üleminek toimub tehniku ​​tähelepanu usaldamiselt katseseadmete objektiivse mõõtmise usaldamisele.

Ajakokkuhoid on märkimisväärne ja tööstuslike paneelide ehituses hästi dokumenteeritud. 12 eelmonteeritud juhtmega klemmliist ühendatakse DIN-rööpa ühenduspesaga 5–10 sekundiga – see on aeg, mis kulub ühenduspesa ja ühenduspesa joondamiseks, selle sisselükkamiseks, kuni lukustusklapp kuuldava klõpsuga haakub, ja täieliku sisestamise visuaalseks kinnitamiseks, kontrollides, kas ühenduspind on ühenduspesa pinnaga tasa. 12-positsioonilise traditsioonilise kruviklemmliistu ühendamine kapis võtab aega 12–18 minutit. Pistikutega ühendamise meetod vähendab seda kapis töötamise ajal alla 30 sekundi – see tähendab kapis tehtava töömahu vähenemist enam kui 95% võrra nende 12 ühenduse puhul. 800-ühendusega kapis, kus on pistikutega pistikud, langeb kapis tehtava juhtmestiku aeg enam kui 13 tunnilt umbes 2–3 tunnini. Pingil teostatav ühendusjuhtmestiku kokkupaneku aeg lisab 4–6 tundi, mis vähendab juhtmestiku kogukulu 35–45%.

Vigade kõrvaldamine fikseeritud pin-asendi abil

Pistikutega klemmliistude majanduslikult kõige olulisem eelis ei pruugi olla tööjõu kokkuhoid – see on juhtmestiku paigutusvigade peaaegu täielik kõrvaldamine. Kui juhtmestiku tootja ehitab 12-positsioonilise pistiku, mille juhtmed on positsioonidel 1 kuni 12, on kontaktide paigutus füüsiliselt fikseeritud. Kilbiehitaja ei saa valet juhet positsiooni 7 sisestada, sest positsiooni 7 juhe on juba pistikus positsioonis 7 ühendatud ja seda ei saa liigutada ilma lõikamise ja uuesti ühendamiseta. Ainus montaažitoiming kapis on pistiku ühendamine õigesse ühenduspessa, mis on märgistatud pistiku identifikaatoriga (nt "X101"), mis vastab nii juhtmestiku skeemile kui ka juhtmestikupoolsel pistiku korpusel olevale füüsilisele sildile.

See üleminek juhtmepõhiselt kontrollimiselt pistikupõhisele kontrollimisele muudab põhimõtteliselt veatuvastusprofiili. Traditsioonilises punkt-punkti juhtmega kapis tuleb iga 800 ühendust eraldi kontrollida juhtmestiku skeemi alusel – kontrolliprotsess võtab aega 4–6 tundi ja selle puhul esineb sama inimlike vigade määr kui algse juhtmestiku puhul. Pistikutega pistikute puhul lüheneb kontrollimine järgmiselt: (1) kinnitada, et juhtmestik on juhtmestiku tootja poolt testitud järjepidevuse ja kontaktide paigutuse osas ning et katsearuanne on saadaval, ja (2) kinnitada, et iga pistik on õiges ühenduspesas, kontrollides visuaalselt silti kapi paigutusjoonise alusel. 2. samm võtab 30 pistiku puhul aega 10–15 minutit. Kontrollimisele kuluv tööaeg langeb 4–6 tunnist alla tunni. Juhtmestiku veamäär langeb 2–5-lt kapi kohta peaaegu nullini, kuna kontaktide paigutust sunnib füüsiliselt ühenduspesa – operaatoril pole otsust, milline juhe kuhu läheb, vaid ainult kahe sildi visuaalne vastavus.

See UL 508A tööstuslike juhtpaneelide standard ja IEC 61439 Madalpinge jaotusseadmete ja juhtseadmete komplektide puhul viitavad mõlemad pistikühendustehnoloogiale kui tehase juhtmestiku kvaliteedi parandamise vahendile. UL 508A lubab pistikühendusi vastuvõetava juhtmestikumeetodina, tingimusel et pistik on rakenduse jaoks loetletud ja pinge/voolutugevus vastab pistiku tootja spetsifikatsioonidele.

Väliteenindus: kus investeeringutasuvus mitmekordistub

Monteerimisaja kokkuhoid õigustab pistikühendustega klemmliistude kasutuselevõttu paneelide töökojas; väliteeninduse kokkuhoid on see, kus investeeringutasuvus suureneb oluliselt, isegi kui esialgne ostuotsuse õigustus oli põhjendatud. Kui traditsiooniliste kruviklemmidega PLC-kilbis peaks I/O-moodul rikki minema, on väliteenindusprotseduur karmilt aeganõudev: tuleb pildistada või märgistada iga rikkis mooduliga ühendatud juhe (10–30 minutit, olenevalt juhtmete tihedusest ja olemasoleva märgistuse kvaliteedist), lahti ühendada kõik 20–40 üksikut juhet (5–15 minutit), eemaldada rikkis moodul ja paigaldada asendusmoodul (5–10 minutit), ühendada kõik juhtmed asendusmooduli õigete klemmidega, viidates 1. etapis tehtud fotole või siltidele (20–45 minutit), ja kontrollida iga ühendust (5–10 minutit). Kogukulu: 45–105 minutit oskustöölist, mille jooksul tootmismasin ei tööta.

Pistikutega pistikute puhul taandub protseduur järgmiselt: pistikuplokk eemaldatakse rikkis moodulist (5 sekundit), eemaldatakse rikkis moodul ja paigaldatakse asendusmoodul (5–10 minutit) ning pistikuplokk ühendatakse asendusmoodulisse (5 sekundit). Nulljuhtmed ühendatakse lahti. Nulljuhtmed lõpetatakse uuesti. Nullühendused vajavad kontrollimist, kuna sama pistik samade juhtmetega samades tihvtide asendis on nüüd ühendatud identse asendusmooduliga. Koguaeg – alla 10 minuti, millest peamine on mehaanilise mooduli vahetamine ja PLC taaskäivitamine – on 80–90% lühem kui traditsioonilisel protseduuril. Tööstusharudes, kus masinate seisakukulud maksavad 500–5000 USA dollarit tunnis (autotööstuse konveierid, toidu- ja joogipakendid, farmaatsiatööstus, pooljuhtide tootmine), säästab 90-minutilise ja 10-minutilise remondi vahe I/O-mooduli rikke kohta 650–7500 USA dollarit seisakukuludelt. Masina 10–15-aastase kasutusea jooksul, kui vahetatakse 3–6 sisend-/väljundmoodulit, võib ainuüksi väliteeninduse kokkuhoid ületada pistikühenduste lisakulu 3–5 korda.

Ühenduse maksumuse ökonoomika

Komponendi tasandil maksab traditsiooniline kahepositsiooniline kruviklambriga läbiv klemmliist mahukogustes (üle 5000 positsiooni) ligikaudu 0,30–0,60 USA dollarit positsiooni kohta. Pistikühendusega 5,08 mm klemmliistusüsteem, mis koosneb DIN-rööpale kinnitatud pesast ja juhtmestikupoolsest pistikühendusest, maksab ligikaudu 0,80–1,50 USA dollarit positsiooni kohta. Komponendi maksumuse lisatasu on märkimisväärne 0,50–1,00 USA dollarit positsiooni kohta, mis 800-positsioonilise kapi puhul tähendab 400–800 USA dollarit täiendavat materjalide maksumust.

Komponentide maksumus on siiski ainult üks reaartikkel. Põhja-Ameerika või Lääne-Euroopa paneelide tootmistsehhi täiskoormusega montaaži tööjõukulu on 35–55 USA dollarit tunnis. Tööjõu kokkuhoid ühenduse kohta – ligikaudu 30–50 sekundit – on nende hindade juures 0,29–0,76 USA dollarit ühenduse kohta. Kasutades iga vahemiku keskpunkte, kompenseeritakse 0,75 USA dollari suurune komponendi lisatasu 0,50 USA dollari suuruse tööjõu kokkuhoiuga, jättes netopreemiaks 0,25 USA dollarit positsiooni kohta – või 200 USA dollarit 800-positsioonilise kapi puhul. Kui arvestada ka väliteeninduse kokkuhoidu, lühemat funktsionaalse testimise aega ja garantiijuhtmestiku nõuete kaotamist, nihkub kogukulu 1.–2. välitööaastal otsustavalt pistikühenduste kasuks.