模塊化機器
模塊化工作原理
機械設計模塊化的核心理念是將復雜的機器拆分為不同的模塊，從而可以單獨裝配更多的相同零件。不同模塊的組合形成了各種機器類型間的差異。憑借這種設計帶來的規?；?，模塊化機器可以更快且更具成本效益地生產。此外，還可以將它們更快地投入運行并更靈活地擴展。
為了確保各單元能夠輕松快速組合，需要使用標準化接口。這不僅包括機械接口，還包括電力傳輸接口、通信接口以及壓縮空氣接口（若必要）等。模塊化特征不通過是或否來定義和歸類，而是劃分為低模塊化到絕對模塊化。
分布式自動化技術推動模塊化發展
在中央控制柜內通過點對點接線無法實現一致的模塊化設計。在這類中央架構中很難更換模塊或擴展機器。機器模塊要求采用自主結構。這可在帶IP20組件的模塊上的小型現場控制盒中實現。
IP67分布式I/O模塊不僅方便互連，還顯著降低了接線成本
IP67防護等級組件無需任何其他安全防護裝置即可直接安裝在機器中，但它們的接線和安裝通常更為復雜。如果某些組件額定防護等級不是IP67，或具有衛生設計、食品級或耐化學品方面的特殊要求，則防護外殼通常需達到IP20防護等級。
IP67自動化組件方便了模塊之間的互連。分布式I/O組件可在現場直接安裝，從而實現了在信號生成點直接采集信號，并通過以太網連接在模塊之間耦合，而完全無需控制柜。這可降低安裝成本并縮短終端客戶側的調試時間。
利用IP67鏈路模塊轉換以太網協議
利用鏈路模塊可以直接在現場輕松連接采用不同以太網協議的機器和模塊。通過使用常規通信標準，調試和連接更加簡單高效。在模塊化機械工程設計中尤為如此。
讓國際化更加簡單：使用spanner轉換以太網協議
分布式安全理念
具有安全自動化要求的應用也可采用模塊化設計策略進行規劃和實施。利用相同的電力和數據供應理念，可以輕松高效地采集任何傳感器或急停開關的安全信號。
安全模塊控制每個模塊的安全功能，而HMI/PLC則控制標準應用
安全功能也可由直接安裝在模塊上的IP67安全控制器進行分布式控制。這可避免中央安全控制的長循環時間，并最終減少機器上的安全距離。關于分布式安全解決方案的其他優勢，請參見我們機器安全的技術頁面。
視頻：模塊化機器如何實現更大的靈活性
控制解決方案的模塊化
一致的模塊化還要求將不同的控制功能遷移到機器模塊上。這些功能可通過帶集成邏輯控制器的I/O系統或實際的緊湊型PLC來執行。兩種產品組（I/O模塊和控制器）都可以設計為IP20防護等級，應用于控制盒中，或設計為IP67防護等級，直接安裝在現場。相對而言，無需控制柜的IP67版本在接線和靈活性方面優勢更加明顯。由于無需中央安全控制器或F-CPU，將安全邏輯遷移到I/O模塊上還有其他優勢，例如快速執行安全功能以及整體而言更具性價比的安全架構等。
出于控制、存檔或可視化目的，現場控制器可與更高層級的控制器或HMI通信?？刂平鉀Q方案的選擇取決于機器的類型和尺寸。因此，可以規避尺寸過大的控制解決方案。由于機器的效率得到提升，用戶的工作量仍然很小?，F場邏輯模塊還可對數據進行預處理，因此僅相關的過程信息需要傳輸至更高層級的控制器。
將智能遷移到現場層級
將智能遷移到現場必須由工程部門在軟件側進行映射。機器模塊將作為自主系統處理臨近模塊的輸入，并相應決定其動作。根據模塊的復雜性不同，這可使用帶邏輯功能的I/O組件或采用現場PLC來實現。然后，僅臨近模塊所需的信息會在2個機器模塊之間的接口傳輸。
分布式智能打破了傳統自動化金字塔的固有結構
遷移軟件功能具有眾多優勢：
- 減輕了主通信鏈路上的負荷
- 減輕主控制器的負荷 – 甚至可完全取代主控制器
- 在調試和連接前進行模塊測試
- 由于中央控制器可以保持不變，因此有利于第三方模塊的集成
- 輕松擴展設備
機器的模塊化和智能分布化程度越高，自動化金字塔的固有結構就越不穩固。架構將變得更加透明，尤其是傳感器/執行器和I/O以及控制層。
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