欧姆龙强化控制柜无柜化方案 工业设备布线与维护方式进一步改变

   2026-09-29 2
核心提示:欧姆龙于2026年9月28日宣布进一步强化控制柜无柜化方案,通过扩充耐环境远程I/O、电源、直流切断箱、M12连接器及相关线缆产品,将部分原本集中安装在控制柜中的功能转移到生产设备附近。对于生产线而言,这种变化不仅涉及控制柜尺寸,更直接关系设备布线、安装调试、故障定位以及后期维护方式。

欧姆龙于2026年9月28日公布控制柜相关产品体系的新进展,宣布进一步推进“Cabinet-Free Solution”,也就是将部分传统上安装在控制柜内部的控制、电源和I/O功能向生产设备侧分散。按照欧姆龙公布的方案,相关产品包括耐环境远程终端、IP67工业电源、直流切断箱、M12连接器与电缆、IO-link转换设备等。

传统自动化生产线通常会把PLC外围设备、电源、继电器、端子以及大量连接元件集中安装在控制柜内,再通过电缆连接到机器上的传感器、执行器和其他设备。这种结构已经使用多年,优点是设备集中、管理方式成熟,但当生产线规模扩大、设备频繁改造或者需要快速调整布局时,控制柜设计和现场布线也会变得越来越复杂。

欧姆龙此次提出的方向并不是简单取消所有控制柜,而是把适合分散安装的部分设备移到机器附近,使控制柜内部设备数量和外部布线得到简化。尤其是在汽车生产线以及高品种、多批量生产设备中,生产工艺调整以后往往需要重新修改控制柜、电缆路径以及现场接口,这也是设备改造耗时较长的原因之一。

根据欧姆龙公布的信息,其无柜化方案采用统一的网络、连接器、配置工具以及设备状态信息,希望减少不同设备之间的连接差异。欧姆龙表示,这套方案可以减少控制柜和接线箱的设计工作,并通过M12 Smartclick连接方式降低现场接线作业量。

欧姆龙官方给出的数据是,采用相关设计后,控制柜及接线箱设计工作量可减少约30%至50%,M12 Smartclick连接器可使接线作业量最多减少约66%。这些数字属于欧姆龙针对自身方案公布的性能说明,其实际效果仍会受到设备规模、原有控制结构、线路数量以及现场安装条件影响,因此不能直接套用于所有生产线。

此次产品体系中比较值得关注的是S8NR-S系列耐环境IP67电源。与传统安装在控制柜内部的DIN导轨电源不同,这类产品可以直接安装在设备附近,使24V直流电源进一步靠近实际负载。官方公布的产品包括90W、360W和600W规格,其中部分型号还集成电子式电路保护、数字显示以及更换时间通知等功能。

把电源从控制柜内部移动到设备现场,会直接改变传统电气系统的供电方式。过去一套大型设备可能需要从控制柜向较远位置敷设24V直流线路,当传感器、阀岛、I/O设备和其他负载数量增加以后,线路长度、压降、分支以及故障排查都会变得更加复杂。现场电源能够缩短部分低压直流供电路径,但同时也要求电源本体具有更好的防尘、防水和环境适应能力。

此次方案中的S8R-BB直流切断箱则将安全相关的直流切断功能放到设备侧。欧姆龙公开资料显示,该产品采用耐环境结构并使用M12连接,同时内部采用安全继电器,使部分安全回路能够在控制柜外完成。

另一个重要变化来自远程I/O。欧姆龙的NXR系列耐环境远程终端可以安装在机器附近,将传感器和执行器信号直接接入现场I/O模块,再通过工业网络传回控制系统。与每一个现场设备都单独把电缆拉回控制柜相比,这种分布式I/O结构能够明显减少长距离并行布线。

此次欧姆龙还重点列出了支持CIP Safety的NXR-S系列安全I/O终端。该设备采用IP65/IP67结构和M12连接方式,使安全信号、普通I/O以及设备侧供电能够进一步向机器端集中。对于生产设备设计人员而言,这意味着控制系统正在从“所有功能集中在一个控制柜”逐渐向“控制柜加分布式现场设备”的架构发展。

IO-link同样是这套方案的重要组成部分。欧姆龙列出的K3CV系列IO-link AD转换器可以将电流、电压、热电偶和热电阻等模拟量信号转换成IO-link数字数据。这种方式对于传统模拟传感器改造具有一定意义,因为工厂中仍然存在大量4—20mA、电压和温度类模拟信号,如果这些信号能够在现场完成数字化,就能够减少模拟线路长距离传输所带来的布线复杂度。

连接器在这种分布式结构中的重要性也明显提高。设备一旦从控制柜内部移动到机器现场,传统柜内端子接线会有一部分转化为现场插接式连接。欧姆龙此次同时扩充了M12-S、M12-L、M12-A以及相关分支连接器、防水帽和转换线缆等产品。

这说明工业连接器已经不只是辅助配件,而正在成为分布式自动化架构的重要接口。生产设备需要频繁安装、拆卸或者模块化改造时,标准化连接器可以减少重新压接和逐根接线的工作,但现场使用也要求连接器具备可靠的机械锁定、防护等级以及长期振动环境下的连接稳定性。

对于维修人员来说,控制系统分布化还会改变故障排查方法。过去发生设备故障时,维修人员往往首先打开控制柜检查继电器、端子、电源和I/O状态;当更多设备被安装到机器附近以后,故障诊断也需要同时查看现场模块状态、网络通信情况以及连接器和线缆状态。

因此,设备无柜化并不意味着维护工作消失,而是维护位置和维护方式发生变化。设备状态可视化、网络诊断、模块状态显示以及可快速更换的连接方式,会成为这类系统能否真正提高维护效率的重要条件。

从整个工业自动化市场来看,这种变化与当前生产设备模块化、分布式控制以及快速换线的发展方向是一致的。控制柜仍然会长期存在,但部分电源、I/O、安全控制和信号转换设备逐步走出控制柜已经成为值得关注的设备设计趋势。

对工业备件市场而言,这种架构变化也会使耐环境电源、远程I/O、IO-link设备、M12工业连接器、工业电缆以及现场安全模块的重要性继续提高。设备运行时间增加以后,这些现场安装部件同样会产生检查、更换和备件管理需求。

欧姆龙此次公布的控制柜无柜化方案,真正值得关注的并不是“取消控制柜”这一名称本身,而是自动化设备的电气架构正在发生变化。原本高度集中在控制柜中的部分功能开始向生产设备现场移动,而电源、连接、通信和I/O也随之重新分布。对于设备设计、调试以及维护人员而言,这种变化将直接影响今后的布线方式、故障定位和备件管理。


 
 
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