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图尔克 | 通过IIoT实现理想的控制柜环境

图尔克 | 通过IIoT实现理想的控制柜环境

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控制柜热量积累过多的原因有很多。设计师通常可以通过设计来充分减少设备布局不当或通风不佳等问题导致的危险。然而,针对外部影响因素和设备异常情况,需要进行特定的状态监测。现在,图尔克的IM18-CCM控制柜保护模块可以作为智能解决方案,实现通过IIoT中的以太网进行传感器数据处理。

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在更小的空间内容纳越来越强大的设备是技术进步的一大体现。对于控制柜而言,现代化的紧凑设计意味着更小的外形尺寸或容纳更多的电子元器件。然而,创新也会带来负面的影响,其中就包括小型化带来的散热问题。控制柜内出现极端或异常的温度条件尤其会导致功率损失甚至造成某些设备故障。因此,除了合理的设备布局外,实施智能状态监测解决方案至关重要。IM18-CCM是图尔克最新推出的紧凑型环境监测和柜门保护模块,它甚至可通过以太网将状态监测引入到IT领域。

为电子冷却保留余地

控制柜内设备和能量密度的不断提高势必会加剧功率耗散(即部分耗能不用于过程,而是以热能的形式由电子设备散发)。若控制柜组件的布局导致形成热点或冷空气几乎无法流动,则会同时引发多种风险:精密的测量设备可能在某些情况下不再准确,组件的使用寿命会缩短甚至永久失效。控制器等复杂的系统尤其会受散热影响。大多数PLC的最高工作温度为55 °C,这仅比许多控制柜的“舒适温度”高15 °C。

及早检测异常情况

在控制柜内安装组件时,就可以通过实施相关的策略,将产生热量的风险进行一定程度的降低。例如,可以将设备布局为尺寸适中的模块、避免电缆或电缆管道阻碍气流、将热敏组件尽可能安装在机柜的底部等。利用这些方法基本可以实现不错的控制柜条件。然而,即使优化了拓扑结构或使用空调系统进行了通风,对控制柜内的环境条件进行长期的电子监测仍然很有意义。这可使维护技术员提前注意到任何异常情况,避免发生故障 - 尤其是当设备安装在偏远的开关箱时。例如,在天气成为外部影响因素的室外区域就是典型的例子。

DIN导轨上的三合一监测

几年前,图尔克推出了控制柜保护模块IM12-CCM和IMX12-CCM(带Ex认证),作为易于扩展的状态监测解决方案。这些紧凑设备安装在DIN导轨上,并带有3个板载传感器,分别用于监测温度、空气湿度和门间隙。其中,IM(X)12使用可配置的限值功能,可在数值高于或低于定义的限值时发送信号。这可用于指示设备过热、控制柜结露或门未正确关闭等。

IM12-CCM带有内部数据记录仪,可保存长达2年的数据并附带时间戳。这使得用户还可检测长期过程中发生的蠕变,并相应采取纠正措施。利用配备的接口,这2个控制柜保护模块还可以主从模式运行,通过控制柜上的2个点同时监测门的正确关闭以及其他限值。其中,主站负责处理从站的数据,并向控制器发送信号。标准版的IM12-CCM带有2个开关触点和1个IO-Link接口。利用快速示教模式,用户可以轻松在现场设置限值。此外,还可通过IO-Link或FDT框架(如PACTware)进行参数设置。

需注意的是,企业不应仅监测柜门温度和空气湿度方面的状态。数字化系统,尤其是供电和供水领域中所谓的关键基础设施(CRITIS),必须得到可靠且透明的保护,并防止非法访问。目前,IT法规已经对此有相关规定。图尔克的CCM设备带有安全控制功能,可在该领域发挥出色的功效。这些设备可使每个控制柜都适用于关键基础设施,而无需大量的开支。

下一步:连接工厂层级和IT领域

图尔克的IM18-CCM不仅可以对控制柜进行本地状态监测,还能将数据传输至IT领域。该设备宽仅18 mm,可通过其以太网接口将传感器的测量值传输至更高层级的系统。理论上,数据可以最终传输到云端,从而使维护人员能随时通过移动终端访问实际的控制柜环境数据。这就消除了运营层级与IT基础设施间的界限:用户可以在办公桌上分析工厂车间的数据。

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图尔克的IM18-CCM控制柜保护模块可通过以太网将测量值传输至IT网络,并且甚至可以预先对其进行远程预处理

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图尔克的IM-CCM控制柜保护模块可为最终用户和OEM提供状态监测解决方案

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无缝连接OT和IT领域:图尔克的IM18-CCM可实现与外部传感器的连接,并通过以太网将其测量值传输至更高层级的系统

然而,这不仅仅是为工厂建造者和用户提供数据输出方面的能力。在测量值采集方面,也实现了更大的灵活性:除了已安装的3个传感器外,RS485接口(Modbus RTU或CAN)还可实现在必要时连接振动传感器等外部设备。例如,为了准确了解控制柜的温度信息,可以在不同位置安装多个温度传感器,从而消除对额外控制柜保护模块的需求。通常,3个温度传感器的数据就足以准确提供包括大型机柜在内的整体温度状况信息。

灵活定制应用

状态监测任务通常与许多工厂建造者和用户的软件解决方案一样独立。IM18-CCM采用开放式Linux平台,因此可以支持安装定制化应用。这使得编程人员可以为设备设置特定的规则,使其可以检测露点或在刚进入夏季时允许自然升温等。某些用户也可以上传自己的云连接器,从而可以在更高层级的系统中进行趋势可视化或发送警报。

展望:更多的接口,更大的内存

在任何工厂概念中,控制柜的温度、空气湿度以及安全性都是重要变量。通过合理的设备布局和有效的通风设计,设计师可以确保实现优化电子元器件可用性的基础。除了控制柜保护模块外,还可使用紧凑且易用的状态监测工具来随时提供关键测量值的信息。

继推出成熟的IM12系列设备以来,图尔克的IM18-CCM建立起了与IIoT的桥梁。今年,我们还将推出第二个版本的设备,满足客户对更多接口的需求。该版本将配备额外的以太网输入以及通用I/O、USB主机和更大的内存。

审核编辑(
王妍
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