RT系列以“核心控制+功能擴展"為設計理念,衍生出從站單元、數(shù)字單元、模擬單元等多個功能單元,各單元既具備獨立的專項功能,又可通過標準化接口靈活組合,形成適配不同場景的信號處理系統(tǒng)。其中從站單元為核心樞紐,其他單元作為功能模塊圍繞其構建,終端單元與電源單元則為系統(tǒng)提供基礎保障,共同實現(xiàn)“信號采集-傳輸-處理-反饋"的完整閉環(huán)。
從站單元是RT系列的“通信與控制中心",承擔著連接上位控制系統(tǒng)(如PLC、DCS)與各功能擴展單元的關鍵作用。其核心功能包括解析上位系統(tǒng)的控制指令、分配指令至對應功能單元、匯總各單元采集的信號并反饋至上位系統(tǒng)。該單元內置多種工業(yè)通信協(xié)議(如EtherCAT、PROFINET、Modbus-TCP等),可根據(jù)生產線控制系統(tǒng)類型靈活適配,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)募嫒菪耘c實時性。同時,從站單元具備地址分配功能,能為接入的每個擴展單元分配標識,避免信號傳輸過程中出現(xiàn)混淆,保障多模塊協(xié)同工作的有序性。
數(shù)字單元是專門用于處理開關量信號的功能模塊,分為數(shù)字輸入單元與數(shù)字輸出單元兩類。數(shù)字輸入單元負責采集現(xiàn)場設備的開關狀態(tài)信號,如傳感器的通斷信號、限位開關的觸發(fā)信號等,將這些離散的電信號轉換為標準化數(shù)字信號后傳輸至從站單元;數(shù)字輸出單元則接收從站單元的控制指令,輸出對應的開關信號,驅動執(zhí)行器動作,如電磁閥的啟停、指示燈的亮滅等。該單元支持多通道設計(常見8通道、16通道規(guī)格),每通道具備獨立的信號隔離功能,可有效避免外部干擾對信號傳輸?shù)挠绊憽?/div>
壓入端子臺單元是數(shù)字單元的配套連接組件,核心作用是實現(xiàn)數(shù)字單元與現(xiàn)場設備的快速、可靠接線。其采用壓入式接線結構,無需借助工具即可完成導線的固定與拆卸,大幅提升布線效率;端子臺內部集成防誤插設計,可防止導線接反或錯接,同時具備較強的抗振動性能,確保在機床、流水線等振動環(huán)境下接線節(jié)點的穩(wěn)定性,為數(shù)字單元的信號傳輸提供可靠的物理連接保障。
3. 模擬量信號處理單元:模擬單元
模擬單元專注于連續(xù)變化信號的采集與輸出,適配溫度、壓力、流量、液位等非離散性參數(shù)的控制需求。模擬輸入單元通過高精度AD轉換模塊,將現(xiàn)場傳感器(如熱電偶、壓力變送器)輸出的4-20mA電流信號或0-10V電壓信號轉換為數(shù)字信號,轉換精度可達16位,能精準捕捉信號的細微變化;模擬輸出單元則通過DA轉換模塊,將從站單元下發(fā)的數(shù)字指令轉換為連續(xù)的模擬信號,用于控制調節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行設備的運行參數(shù),實現(xiàn)工藝參數(shù)的連續(xù)調節(jié)。部分型號還具備信號校準功能,可通過軟件對采集或輸出的模擬信號進行線性修正,提升信號處理的準確性。
4. 特殊功能擴展單元:10-Link單元、RT-X系列專用單元
10-Link單元是RT系列的專用通信擴展模塊,主要用于實現(xiàn)RT系列單元與CKD自有設備(如氣動執(zhí)行器、真空發(fā)生器)的高速通信。該單元采用CKD專屬的10-Link通信協(xié)議,通信速率可達1Mbps,能快速傳輸設備的運行狀態(tài)與控制指令,特別適用于CKD設備集中管控的場景,減少不同品牌設備間的通信壁壘。
RT-X系列專用單元是針對特定場景優(yōu)化的功能模塊,各型號分工明確:RT-XT作為基礎型專用單元,強化了信號抗干擾能力,適配普通工業(yè)環(huán)境;RT-X※DG與RT-X※DGC具備故障診斷與報警功能,可實時監(jiān)測單元自身的電源狀態(tài)、通信狀態(tài)及通道信號,當出現(xiàn)異常時立即輸出報警信號至從站單元,便于運維人員快速定位問題;RT-X※AG則專注于模擬量信號的高精度處理,適合對溫度、壓力等參數(shù)控制精度要求高的場景;RT-XLMS針對大型系統(tǒng)設計,支持多單元級聯(lián),提升系統(tǒng)的信號處理容量;RT-XE/RT-XF側重小型化與低功耗,適配空間受限的設備端安裝;RT-XP則具備防爆性能,可用于石化、化工等存在易燃易爆氣體的危險環(huán)境。
5. 系統(tǒng)保障單元:終端單元、電源單元
終端單元是RT系列模塊化系統(tǒng)的“收尾"組件,主要作用有兩方面:一是實現(xiàn)總線終端的阻抗匹配,減少信號在總線傳輸末端的反射干擾,保障長距離通信的穩(wěn)定性;二是對系統(tǒng)的總線信號進行物理防護,防止外部電磁干擾侵入總線核心線路。部分終端單元還集成了狀態(tài)指示功能,通過LED燈實時顯示總線通信狀態(tài),便于現(xiàn)場排查通信故障。
電源單元為整個RT系列系統(tǒng)提供穩(wěn)定的工作電源,采用寬電壓輸入設計(常見AC 85-264V),可適配不同地區(qū)的電網電壓;輸出端具備過流、過壓、短路保護功能,當系統(tǒng)出現(xiàn)電源異常時能快速切斷供電,避免損壞核心單元。同時,電源單元具備低紋波輸出特性,輸出電壓波動控制在極小范圍,確保從站單元、功能單元等核心組件的穩(wěn)定運行,為信號處理的準確性提供基礎電力保障。
6. 各單元的核心聯(lián)系
RT系列各單元通過標準化的背板總線或連接器實現(xiàn)機械與電氣的雙重連接,形成模塊化集群。從站單元作為核心,通過總線獲取各功能單元的狀態(tài)信息并下發(fā)指令;數(shù)字單元、模擬單元、10-Link單元等功能模塊專注于專項信號處理,將處理后的信號實時上傳至從站單元;壓入端子臺單元為功能單元提供可靠接線支撐,確保現(xiàn)場信號穩(wěn)定接入;電源單元為所有單元提供統(tǒng)一電力供給,終端單元則優(yōu)化總線通信環(huán)境。這種“核心樞紐+功能模塊+保障單元"的架構,使系統(tǒng)可根據(jù)實際需求靈活增減單元數(shù)量與類型,既降低了初期投入成本,又為后期生產線升級預留了擴展空間。
二、RT系列的核心技術特點
RT系列的核心競爭力體現(xiàn)在高速通信、模塊化靈活配置、高可靠性等方面,通過多項針對性技術設計,滿足工業(yè)自動化對信號處理“快、準、穩(wěn)"的嚴苛要求,同時兼顧安裝運維的便捷性。
1. 高速實時的通信架構
RT系列以“低延遲、高同步"為通信設計核心,從站單元支持多種主流工業(yè)以太網協(xié)議,其中EtherCAT協(xié)議版本的通信周期可低至1ms,能實現(xiàn)上位系統(tǒng)與從站單元、各功能單元間的高速數(shù)據(jù)交互。針對多單元協(xié)同場景,該系列采用分布式時鐘同步技術,通過從站單元對各功能單元的時鐘進行校準,使所有單元的信號采集與指令執(zhí)行誤差控制在微秒級,確保分散設備的動作協(xié)同一致性。例如在汽車焊接生產線中,多個RT系列單元控制的焊接機器人可通過時鐘同步實現(xiàn)同步焊接動作,提升焊接精度與效率。
此外,RT系列具備通信冗余功能,部分從站單元支持雙網口設計,可構建環(huán)形冗余網絡或雙鏈路備份,當主通信鏈路出現(xiàn)故障時,系統(tǒng)能在10ms內自動切換至備用鏈路,確保通信不中斷,避免生產線因通信故障停機。
2. 高度靈活的模塊化集成
該系列采用“即插即用"的模塊化設計,各單元通過統(tǒng)一的機械接口與電氣總線連接,無需復雜的接線配置即可完成組裝。從站單元最多可連接32個功能擴展單元,支持數(shù)字單元、模擬單元、專用單元的混合搭配,例如在電子元件裝配線上,可配置8通道數(shù)字輸入單元采集傳感器信號、4通道模擬輸出單元控制精密執(zhí)行器,同時接入RT-X※DG單元實現(xiàn)故障診斷,形成定制化信號處理系統(tǒng)。
模塊的更換與維護同樣便捷,各單元具備獨立的插拔結構,支持帶電熱插拔,在系統(tǒng)不停機的情況下即可完成故障模塊的更換,大幅縮短維護時間。單元外殼采用標準化尺寸設計,適配DIN導軌安裝,可與其他品牌的自動化組件共同安裝在控制柜內,提升空間利用率。
3. 強抗干擾與環(huán)境適應性
針對工業(yè)現(xiàn)場復雜的電磁環(huán)境,RT系列從硬件與軟件兩方面強化抗干擾能力。硬件上,各單元采用光電隔離技術,數(shù)字單元與模擬單元的輸入輸出通道均具備2500Vrms以上的隔離電壓,可有效阻斷外部電壓波動與電磁干擾對內部電路的影響;總線線路采用差分信號傳輸方式,減少信號傳輸過程中的電磁輻射與受干擾程度。軟件上,信號傳輸采用CRC校驗機制,可自動檢測并修正傳輸過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)錯誤,確保信號完整性。
在環(huán)境適應性方面,RT系列單元的工作溫度范圍覆蓋-20℃至60℃,部分專用型號(如RT-XP)可適應-40℃的低溫環(huán)境與70℃的高溫環(huán)境;具備較強的防塵防水性能,外殼防護等級可達IP67,可直接安裝在無防護的生產現(xiàn)場,無需額外的防護箱體;同時能承受10-55Hz的振動與1000m/s2的沖擊,適應機床、搬運設備等振動劇烈的場景。
4. 全面的診斷與維護機制
RT系列內置多層次診斷功能,從站單元可實時監(jiān)測自身的通信狀態(tài)、電源狀態(tài)及各擴展單元的連接狀態(tài),各功能單元則能對自身的通道信號、內部電路進行自檢。例如數(shù)字輸入單元可檢測通道是否存在斷線、短路故障,模擬單元可監(jiān)測輸入信號是否超出量程,RT-X※DG等診斷型單元還能記錄故障發(fā)生的時間、類型等詳細信息。
診斷信息可通過兩種方式反饋:一是單元面板上的LED指示燈,通過不同顏色與閃爍頻率直觀顯示正常、故障、通信中斷等狀態(tài),便于現(xiàn)場人員快速識別;二是通過通信總線上傳至上位控制系統(tǒng),在監(jiān)控軟件上生成故障報警信息與診斷報告,支持遠程排查。這種“本地指示+遠程監(jiān)控"的診斷模式,大幅降低了故障定位與維護的難度,提升系統(tǒng)運維效率。
5. 廣泛的兼容性與擴展性
RT系列在硬件與軟件上均具備的兼容性,硬件方面支持與西門子、三菱、羅克韋爾等主流品牌的PLC、HMI實現(xiàn)無縫對接,無需額外的信號轉換模塊;軟件方面兼容多種工業(yè)控制軟件(如STEP 7、GX Works3),支持通過標準化的GSD文件或EDS文件完成設備組態(tài),簡化系統(tǒng)集成流程。
擴展性方面,除了支持本系列單元的級聯(lián)擴展外,還可通過10-Link單元或網關模塊接入CKD的氣動、真空等設備,實現(xiàn)“控制-執(zhí)行"一體化;部分從站單元支持接入無線通信模塊,實現(xiàn)無布線的信號傳輸,適配難以鋪設線纜的移動設備或偏遠工位,進一步拓寬了應用場景。
綜上,CKD喜開理遠程I/O RT系列通過模塊化的功能劃分、高速實時的通信設計、強抗干擾的硬件架構及全面的診斷機制,構建了靈活、可靠的工業(yè)信號處理解決方案。各衍生單元的協(xié)同工作模式既滿足了分散設備的集中控制需求,又為系統(tǒng)的個性化配置與后期升級提供了充足空間,成為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中核心組件。