Ohjauskomponentit, jotka on suunniteltu nopeisiin jälkiasennuksiin vanhoihin koneisiin

Miksi vanhojen koneiden jälkiasennukset ovat tärkeitä tänään

Vanhojen ohjausjärjestelmien vanhentuminen ja haasteet, jotka lisäävät jälkiasennusten kysyntää

Vanhat ohjausjärjestelmät aiheuttavat joka päivä suurempia ongelmia, koska valmistajat lopettavat niiden tukemisen ja varaosat vaikeutuvat löytämään. Viime vuonna ARC Advisory Groupin tekemän tutkimuksen mukaan lähes kolme neljäsosaa valmistavista yrityksistä kamppaa vaikeuksia saadakseen varaosia, kun laitteet saavuttavat 15 vuoden iän. Uudistuskomponentit ratkaisevat tämän ongelman sallimalla erilaisten viestintäprotokollien yhteistyön saumattomasti, kuten kääntämällä Modbus RTU:n ja Ethernet/IP-standardien välillä, samalla kun nykyinen syöttö-/lähtöjärjestelmä pysyy ennallaan. Jos mikään ei muutu, nämä vanhentuneet järjestelmät tulevat jatkamaan odottamattomien pysäytysten aiheuttamista ongelmista, turvallisuusriskien luomisesta ja yksinkertaisesti eivät sovellu nykyaikaisiin älykkäisiin teollisuusteknologioihin, jotka tukeutuvat vahvasti internet-yhteyteen.

Huoltovaikeudet ja tukipalveluiden puute

Kun alkuperäiset laitetoimittajat lopettavat teknisen tuen tarjoamisen, monet teollisuuslaitokset turvautuvat kolmannen osapuolen palveluntarjoajiin tai kokeilevat reverse engineering -ratkaisuja. Vuoden 2023 tutkimusten mukaan Ponemon Institutesta, tämäntyyppinen lähestymistapa lisää keskimäärin korjausaikaa noin 34 %. Uusien turvallisuusmääräysten noudattaminen vaikeutuu huomattavasti näissä olosuhteissa, etenkin kun on kyse vaatimuksista, kuten ISO 13849-1 -standardissa esitetään. Parempi vaihtoehto on järjestelmien modernisointi käyttäen PLC:n emulaattoreita sekä erilaisia protokollagatewayjä. Näillä päivityksillä voidaan ylläpitää tukea useiden toimittajien järjestelmissä menettämättä yhteensopivuutta vanhempien sensoreiden ja toimilaitteiden kanssa, jotka ovat edelleen käytössä. Lisäksi vähennetään niiden osien käyttöä, joihin ei enää ole saatavilla saatavuutta perinteisistä toimitusketjuista.

Tiedot: 68 % valmistajista ilmoittaa kriittisten varaosapulavarojen puutteesta vanhoihin laitteisiin (ARC Advisory Group, 2023)

Nämä systeemiset haavoittuvuudet korostavat tarvetta jälkiasennukseen. Hallintokomponenttien päivitykset pidentävät laiteikäaikoja ja vähentävät huoltokustannuksia, jolloin takaisinmaksuaika on tyypillisesti 18 kuukauden sisällä.

Tärkeät ohjauskomponentit, jotka mahdollistavat saumattoman integroinnin

Protokollasiltojen käyttö uuden mittauskaluston integroimiseksi vanhaan infrastruktuuriin

Protokollasilta auttavat silittämään kuilua, kun uudempaa laitteistoa täytyy saada kommunikoimaan vanhempien ohjausjärjestelmien kanssa. Ne käytännössä kääntävät eri protokollia, jotta asiat toimivat yhdessä. Esimerkiksi ne voivat muuntaa Modbus RTU -signaaleja TCP/IP- tai Ethernet/IP -muotoihin, joita vanhat sarjajärjestelmät ymmärtävät. Tämä mahdollistaa sen, että nuo hienot uudet anturit voivat oikeasti kommunikoida niiden 20–30 vuotta vanhojen ohjelmoitavien logiikkapiirien (PLC) kanssa. Nämä protokollamuuntimet toimivat kuin kääntäjinä keskustelun välissä. Yritykset kertovat säästäneensä noin 40 % uudistuskustannuksista sen sijaan, että vaihtaisivat koko järjestelmiä alusta asti. Lisäksi kaikki olemassa oleva infrastruktuuri saa pysyä paikallaan eikä sitä heitetä roskiin.

I/O-säilytyksen strategiat järjestelmän jatkuvuuden ylläpitämiseksi uudistuksen aikana

Analogisten ja digitaalisten I/O-pisteiden säilyttäminen päivitysten yhteydessä estää toiminnallisen keskeytyksen. Modulaariset terminaalikotelot ja universaalit I/O-moduulit mahdollistavat sen, että teknikerit voivat:

• Käyttää uudelleen olemassa olevaa kenttäjohdotusta
• Säilyttää analogisen signaalin eheyden (4–20 mA/0–10 V)
• Integroi älylaitteet vähitellen ilman kokonaisvaltaista paneelin uudistamista
  Tämä strategia minimoi käyttökatkot ja tukemaan siirtymistä modernin automaatiostandardin käyttöön.

Miten ohjauskomponentit ylittävät viestintäsaaret teollisessa automaatiosta

Tämän päivän ohjauskomponentit saavat eri järjestelmät toimimaan yhdessä kiitos standardoitujen rajapintojen, kuten OPC UA ja MQTT -protokollien. Nämä reuna-verkkosovittimet ottavat vanhojen koneiden erikoismuotoisen datan ja kääntävät sen ymmärrettävään muotoon, jolloin vanhat tehdon laitteet voivat kommunikoida uusien SCADA-järjestelmien kanssa reaaliajassa. ARC Advisory Groupin viime vuonna julkaisemien tutkimusten mukaan tällaisten teknologioiden käyttöönotto johti integrointikustannusten laskuun noin 32 prosenttia. Samalla näissä järjestelmissä ylläpidettiin lähes täydellinen tietojen saantiprosentti 99,5 % kaikissa järjestelmäympäristöissä. Tämän tyyppinen suorituskyky tekee eron, kun pyritään pitämään toiminnot käynnissä ilman jatkuvaa käyttökatkoja huoltojen aikana.

Vanhojen järjestelmien modernisointi älykkäillä ja modulaarisilla ohjauskomponenteilla

Vanhojen laitteiden uudistus IoT-yhteyskomponenteilla

IoT-ominaisuuksiset ohjauskomponentit muuttavat vanhojen koneiden analogiset signaalit digitaalisiksi tietovirroiksi, mikä mahdollistaa reaaliaikaisen valvonnan pilvipohjaisilla hallintapinnoilla muuttamatta alkuperäistä ohjauslogiikkaa. Vuoden 2024 tapaustutkimus osoitti, että metalliosien painovalmistuksessa ennennäkemätön seisokki väheni 58 % uudistettaessa analogiset painokoneet reuna-laskentaohjaimilla.

1960-luvun koneistojen modernisointi älykkäällä mittausinstrumentaatiolla

Vanhojen koneiden päivitys alkaa mekaanisten releiden korvaamisesta kiinteätilaisilla vaihtoehdoilla ja älykkäiden antureiden asennuksella hydraulis- ja pneumaattisiin järjestelmiin. Käyttäjät raportoivat 15–20 % tehokkuuden parantumisen lisättäessä kunnonvalvontakomponentteja laitteisiin, jotka on alun perin asennettu 1960-luvulla, kuten tyhjiöpumput ja kompressorit.

Trendi: 42 % CAGR teollisissa IoT-uudistuksissa (MarketsandMarkets, 2024)

Teollisen IoT:n jälkiasennusmarkkinat kasvavat 42 %:n vuotuisella korkkaisella kasvuvauhdilla, jonka ajaa kysyntä ohjauskomponenteista, jotka mahdollistavat digitaalimuunnoksen ilman toimivien laitteiden romuttamista. Hyväksyntä on korkeinta (73 %) teollisuudessa, joka vaatii jatkuvaa toimintaa, mukaan lukien lääke- ja elintarviketeollisuus.

PLC-päivitykset ja alustan siirto käyttäen asennusvalmiita ja kuumennettavissa vaihdettavia ohjausmoduuleja

Modulaariset ohjausarkkitehtuurit tukevat vaiheittaista PLC-vaihtoa asennusvalmiiden kehysten kautta, jotka ovat yhteensopivia sekä vanhojen I/O-korttien että nykyaikaisten prosessorien kanssa. Yksi ensimmäisen tason autoteollisuuden toimittaja siirsi Siemens S5 -järjestelmän vuodelta 1990 S7-1500-ohjaimiin 18 kuukauden aikana käyttäen hybridiohjauskaappeleita, rajoittaen tuotantokatkokset alle neljään tuntiin per vaihe.

Strategia: Vaiheittainen alustansiirto hybridiohjausarkkitehtuurilla

Progressiivinen modernisointi yhdistää uudet Ethernet-pohjaiset ohjauskomponentit ja säilyttää vanhat kenttäväylälaitteet protokollagatewayjen avulla. Tämä 'kaksoisprotokolla'-lähestymistapa vähentää riskejä ja mahdollistaa tehtaiden 85–90 %:n käyttökapasiteetin ylläpidon 12–24 kuukauden siirtymäkauden aikana. Yhteensopivuustestaus eri valmistajien välillä on edelleen välttämätöntä vanhusten ja uusien ohjausjärjestelmien integroinnissa.

Kustannusten, riskien ja käyttökatkojen tasapainottaminen ohjauspaneelien päivityksissä

Ohjauspaneelin laitteiston modernisointi ilman koko järjestelmän uusimista

Kun valmistajat korvaavat vain tietyt ohjauskomponentit eivätkä suorita koko järjestelmän uusimista, he säästävät rahaa ja vaivaa. On järkevää päivittää vain se, mikä tarvitsee sitä. Esimerkiksi ohjelmoitavien logiikkakontrollerien prosessorien päivittäminen, uusien HMI-näyttöjen asennus vanhoihin kaappeihin tai vanhan verkkovälineen vaihto voi pitää järjestelmiä toiminnassa ilman, että koko järjestelmä täytyy purkaa. Paras osa? Yritykset kertovat säästäneen noin 60 % kustannuksista valitsemalla tämän tavan vanhojen paneelien täydellisen uusimisen sijaan. Alalla seuraajat ovat huomanneet tämän trendin ylläpidon raporteissa viime vuosina.

Vanhojen virtalähteiden, releiden ja kontaktoreiden tehokas korvaaminen

Sähkömekaanisten komponenttien strateginen vaihto minimoi tuotantokatkokset. Valmiiksi valmistetut kaapelointihyllyt ja plug-and-play -liitäntämoduulit mahdollistavat teknikoille viallisten releiden tai vanhuneiden virtalähteiden vaihdon alle 30 minuutissa – 75 % nopeammin kuin perinteisellä uudelleenkaapeloinnilla. Tulevaisuuteen suunnitellut tilat standardisoivat komponenttien asennuksen useille sukupolville, mikä parantaa yhteensopivuutta vanhojen ja uusien ohjauskomponenttien välillä.

Konttoritilanteen analyysi: Koko vaihto vs. Komponenttitason ohjauspaneelin päivitykset

Keskustelun ydintä on arvioida tulevaa kasvupotentiaalia vastaan välittömiä taloudellisia näkökohtia. Koko järjestelmän vaihdolla on etuja, kuten reunoilla toimivan laskentatekniikan integrointi, mutta vuoden 2024 teollisuustutkimusten mukaan jopa kahdeksan kymmenestä tehtaan johtajasta valitsee silti vähittäiset parannukset, kun budjetti on tiukalla. Yksittäisten komponenttien jälkiasennus vähentää ohjelmistopäivitysten yhteydessä ilmeneviä ongelmia, vaikka se vaatii kattavia tarkistuksia, jotta varmistetaan kaikkien laitteiden yhteensopivuus, kun eri sukupolvista varustusta on asennettu vierekkäin nykyaikaisiin tiloihin.

Käyttötodistusten minimointi vaihtoehtoisilla ohjausmoduuleilla

Hot-swap-ohjausmoduulit mahdollistavat I/O-korttien, kommunikaatioporttien ja virtalähteiden vaihdon ilman järjestelmän pysäyttämistä. Puolijohdete valmistaja vähensi vuosittaista tuotannon keskeytystä 420 tunnilla käyttämällä modulaarisia komponentteja automaattisella vikasietotyökalulla, saavuttaen 99,98 %:n käyttöjatkuvuuden panelointijärjestelmän vaiheittaisessa modernisoinnissa.

Mittaukset: Tehokkuus, joustavuus ja ROI ohjauskomponenttien uudistuksista

Tehokkuuden parantaminen ohjausjärjestelmien päivityksillä: Energian ja läpäisyn säästöt

Vanhan teollisuusvarustuksen päivittäminen uusilla ohjausosilla voi parantaa tehokkuutta välittömästi. Kun tehtaat modernisoivat järjestelmiään, ne säästävät tyypillisesti 12–18 prosenttia sähköä parempien moottoriohjauksien ja älykkään energianhallinnan ansiosta. Samalla antureiden ja automaation lisääminen kasvattaa tuotantotehoa noin 15–22 prosenttia. Useimmat yritykset huomaavat, että nämä investoinnit alkavat maksaa itseään takaisin melko nopeasti. Esimerkiksi yksi pakkaamoste, joka asensi viime vuonna älykkäitä releitä ja taajuusmuuttajia, onnistui vähentämään vuosittaista sähkönkulutustaan 410 miljoonalla wattitunnilla, mikä näkyy selkeästi lopputuloksessa.

Peruuttavien ohjauskomponenttien avulla saadaan joustavuus takaisin vanhoihin koneisiin

Vanha koneisto saa uutta elämää modulaaristen PLC-järjestelmien ansiosta ja niiden joustavien syöttö/lähtömodulien kautta, joiden asetuksia voidaan muokata ohjelmiston kautta. Joitain vuoden 2024 alkupuolen teollisuustietojen mukaan noin kolme neljäsosaa tehtaita, jotka päivittivät ohjausjärjestelmänsä, kertovat rekonfigurointiajan laskeneen 60–80 prosenttia. Tämä tarkoittaa, että tuotantolinjoja voidaan vaihtaa paljon nopeammin ilman fyysisten komponenttien rikkoutumista. Myös automototeollisuus on omaksunut tämän lähestymistavan. Monet tehtaat käyttävät nykyään paineita, jotka ovat olleet käytössä vuosikymmenien ajan, mutta jotka kykenevät käsittämään täysin erilaisia sähköautojen akkujen suunnitteluja vain päivittämällä ohjelmistot ohjelmoituihin logiikkakontrollereihin. Kalliiden laitepäivitysten tarvetta ei enää ole.

Teollisuuden paradoksi: Korkea ROI edullisista ohjauskomponenttien jälkiasennuksista huolimatta vanhojen järjestelmien monimutkaisuudesta

Vaikka yhteensovittamisessa voi olla joitain haasteita, tietyt ohjauskomponentit päivittämällä saadaan paljon parempi tuottoprosentti kuin koko järjestelmän vaihtamisella. Viimeaikaiset tutkimukset siitä, miten teollisuus ylläpitää laitteistojaan, osoittavat että yksittäisten osien jälkiasennuksella voidaan saavuttaa jopa 300–400 prosentin tuotto säästöjenä energiakuluissa, tuotantokatkosten välttämisessä ja olemassa olevien laitteiden käyttöiän pidentämisessä. Tämä saattaa olla syy siihen, miksi noin kaksi kolmasosaa valmistajista on alkuperäisten järjestelmien kanssa keskittynyt näihin pienempiin päivityksiin sen sijaan, että hylkäisisi koko järjestelmät uusiksi, vaikka tilojen infrastruktuuri olisikin jo yli 25 vuotta vanhaa.

UKK

Mikä on vanhan koneen jälkiasennus?

Vanhojen teollisuuskoneiden jälkiasennuksissa vanhat ohjausjärjestelmät päivitetään uusilla ohjauskomponenteilla ilman, että koko laitetta tarvitsee vaihtaa, mikä auttaa parantamaan yhteensopivuutta ja tehokkuutta.

Miksi jälkiasennukset ovat tärkeitä vanhoille ohjausjärjestelmille?

Peruskorjaukset ovat tärkeitä, koska ne ratkaisevat vanhentumisongelmat, vähentävät huoltovaikeuksia ja takaavat turvallisuusstandardien noudattamisen, jolloin vanhat laitteet pysyvät käytössä kauemmin ja niiden tehotaso paranee.

Kuinka protokollasillat voivat auttaa nykyaikaisten laitteiden integroinnissa vanhoihin järjestelmiin?

Protokollasillat toimivat kääntäjinä eri viestintästandardeja välillä, mahdollistaen uusien laitteiden viestinnän vanhojen ohjausjärjestelmien kanssa ja näin ollen ylittäen sukupolvieron.

Mikä ovat peruskorjattujen koneiden mittaamat hyödyt?

Peruskorjauksella voidaan saavuttaa merkittäviä tehonparannuksia, vähentää energiankulutusta, parantaa käyttöjatkuvuutta ja nostaa sijoitustuottoa pidentämällä olemassa olevien laitteiden käyttöikää.