在設備自動化升級過程中，置換I/O連接通常被看作是一種最基本的設備升級。設備內部I/O系統能夠減少制造過程與控制系統之間因置換I/O連接而帶來的不便。而且，在某些情況下，I/O系統甚至能夠成為控制系統。
一個主I/O升級的原因，通常是因為置換部件的缺乏，而（用戶）需要增加一些性能或需要擴展其功能，而舊系統達又不到（用戶的）要求。升級I/O系統也可能為了“降低成本并增強（系統）整體的可靠性和持久性。”GE Fanus CNC產品經理，Bill Griffith說。I/O系統升級能夠在增強用戶的競爭力，以幫助他們企業的發展。
Opto 22高級應用工程師Tom Edwards說，置換I/O可能由于更換了銷售商，或是為了遵循公司要求，低成本，也可能為了（將網絡）從基于串行的工業網絡升級為以太網（以太網能夠提高速度，擁有更多通訊選擇還有其他一些優點），并以更大密度添加連接。I/O系統基本功能包括數據采集，無線通信，與PC系統的兼容性。
圖1：啤酒廠罐裝線配備I/O 模塊連接，由于應用的需要，終端受動器（機器人爪抓）能夠做到快速改動。而采用物理電線連接無法達到這種靈活應用。
Edwards解釋，預期客戶應該檢查銷售商的變化歷史，進行I/O升級時一定記得先做個計劃，這樣就不必置換/拆卸所有的模塊、支架、傳感器、制動器、電線。多考慮一種可行的方案，就多一種選擇。”同時，他提醒，如非必要，不要簽署維修、服務和技術支持的長期合同。
Digital Coating Device公司產品部Chuck Greene說，在升級I/O系統之前，先要去定升級范圍。過程工程師升級內置I/O系統，可能不用考慮系統整體的可用性，而OEM提供工業級控制器時可能最先考慮的即是系統可用性，他說，像區現場總線型號，I/O區域，適用性和操作員的重要性這些因素也將包括在內。
采用同一的供應商的產品進行I/O升級具有很多好處，能夠比較容易做到策略轉移、新產品技術轉移、在過程生產中一些軟硬件工具的轉接。施耐德電氣經理 Robb Dussault說，“使用這種第一手資料節省了開發和安裝時間、元件成本，最重要的是，降低風險。”Dussault還指出開拓新系列可能導致不兼容。
此外，公司需要評定是進行全部技術的移植，還是某段技術移植，亦或是只移植部分技術，哪種移植方案才能得到最佳的運作效果。Dussault說，為了選擇移植的最佳方法，要重視長期和近期投資對長期利益和成本節約的影響。
Pepperl+Fuchs Intelligent-system經理Helge Hornis提到，一般說來，只有所有其它方法都行不通時，才會去撤換現有I/O連接（設備）。他建議，這樣做具有靈活性，增強安全性能以及其他數字網絡和模塊連接提供的性能。
I/O技術實現闡明了企業置換或升級背后的理論。 靈活機器人技術
Hornis說，機器人能夠處理各種不同的終端操縱裝置（機械爪）的指令。用戶操縱同一機器人完成不同的任務。在一條靈活的灌裝線，使用AS-接口數字網絡和不同的I/O連接設備，機械爪能在通電狀態下快速變換（任務）。AS-接口網絡具有這種靈活的特性，而硬件寫入則不能做到這一點。
Artomation涂漆設備
在開發功能更強大的新型人機界面的過程中，Artomation公司對產品I/O系統重新設計。公司位于Cleveland，生產自動油漆設備。Artomation公司Greene先生說（我們的）優勢就在于（產品）可伸縮性、具有多功能的特點，而且價格合理。
Greene說，舊系統是基于UNIX實時操作系統的工業PC。I/O卡安裝于PC(ISA或PCI)總線上。這樣能夠確保通信快速、可靠。新增I/O卡無需重新編譯代碼。然而，Greene補充到，每張I/O卡只能新增一個I/O點，而且每張卡需要一塊接口板連接。這兩點都會增加系統成本。更重要的是，PC無法使用導致系統崩潰。因此，重新設計（I/O系統）重點對分布式的I/O部件進行編程（依據IEC61131標準），從而實現不依賴于PC獨立操作。
底板PLC具有功能強大、可靠性高、適用性強等特點，但是用其實現I/O擴展卻困難重重。Greene先生解釋到，選擇一塊大型底板增加了項目成本。采用另外的I/O模塊又要求梯形邏輯的重新配置，需要另外編程，重新編譯代碼。
Greene說，Artomation采用組合式PLC和Wago (750-842)可編程區域總線耦合器。（采用）底板能夠節省空間。都產品能添加任何配置，像是各種型號的數字和模擬以及特種模塊（例如RS-485，高速計數器），這樣可以簡化規范并減少設計時間。擴展I/O性能無需在PLC層添加配置。
Greene說，HMI工具不斷發展簡化了系統配置和模擬校準，委托時間減少了30%-40%。系統配有過載保護ad/dc機載電源和過載監控，從而提高了診斷能力。無需使用工具，即可實現插入式總線中模塊的插拔，節省停機時間。無需接口板就能實現I/O點擴展，這樣做只有PC（I/O點擴展）費用的十分之一。
分步移植
Dussault 說，例如，Schneider Electric和SAB在南非Gauteng一起研究移植程序。
SAB用分階段移植的方法，一開始選擇只置換前端Modicon處理器，然后慢慢地更新所有的I/O連接設備。最終，實現全天候24小時不間斷運行的過程中，對控制系統的全面檢修。
圖2：PanelPro 自動涂料機器可以根據顧客的需求做不同的配置。根據需要來添加任何Wago數碼、模擬或者專用模塊，而無需配備PLC的情況下。
圖3：Wago (750-842)可編程現場總線耦合器有一塊小底板，配合Artomation 設備應用時，能夠節約面板空間。
圖4：施耐德電氣Modicon 800 系列I/O 模塊允許用戶一次置換整個架子，而不是只某個部件，這樣能有效地減少了安裝時間和成本。
圖5：Chevron 使 用Opto 22 AITM-8 熱電偶模塊，采用電線接入。
精煉技術
因為需要更多的連接，Chevron Cor最近更新了I/O模塊。（這個項目）在Chevron位于Richmond,CA 的實驗室里進行，他們公司采用了Opto 22公司的新型 Snpa AITM-8 通道熱電偶I/O模塊。該實驗室中的技術人員和科學家們用催化劑做實驗，來引起天然石油分解以及增強精煉技術。Snap-AITM-8模塊8個通道用來接收溫度輸入或多種標準熱電歐的毫伏輸入。
Chevron需要連接許多充當過程可變輸入的熱電偶，這些可變輸入在測試過程中用于調節溫度的PID回路。新模塊大大增多了接入點、數量達到了先前2通道的設備的4倍。這樣做獲得了巨大的投資利潤，而且降低每個I/O點成本。Chevron配備了將近12個I/O架子，每個架子上配有12塊8通道AITM-8熱電偶模塊，這樣每個架子就有96個連接。
Colonial效率
一些工程師認為，由于難以安裝和維修，集中式I/O結構可能比分布式的結構多75%的成本。但是盡管如此，許多公司仍然希望做到避免有線連接，這其中也包括Colonial Group公司。80年來，Colonial建立的原材料處理系統就采用了集中式控制平臺。然而今天，如何更好更高效利用成本這一理論受到越來越多商家的青睞，Colonial公司也成為這一理論的支持者，并將自己的生產逐漸往這個方向上發展。 在I/O 移植之前，首先要解決的問題
施耐德電氣Telemecanique Automation和Control Services負責人的Robb Dussault先生提醒到，設備管理員需在進行I/O設備升級時，首先要回答一下幾個問題。
■ 現在和將來，我們想要做多大的初始投資？
■ 我們可以所能承受的系統停機時間有多久？
■ 我們是否需要更換供應商還是仍然保留現有的自動控制系統提供者？
Dussault建議，一般說來，公司如果打算升級整個系統同時又想減少初期投資縮短停機時間，分段移植是最好的選擇。他還補充到分步移植采用多步逼近法，升級可能延續好幾個月甚至好幾年，而對生產過程的影響則被控制到了最小程度。 如何修復I/O漏洞
Rockwell Automation控制工程師，Jerry Penick建議，在升級一個控制系統的時侯，更換I/O系統通常意味著要對原有的區域接線重新布局，，處理許多年的“面板漏洞”。
Penick說，這就是為什么在成本預算內，還能夠維持原來I/O系統正常運作的情況下，工程師不會更換I/O設備，他們通常把更換I/O系統作為最后的手段。然而，升級I/O連接設備好處多多，比如網絡升級，網速提高，使其能夠接入更多新型I/O設備。為了確保成功，在接手像這樣的項目之前，務必需要擬定計劃、備齊文檔。
Penick說，“做好停工計劃，確保足夠的更換時間，這樣就能干凈利落地完成I/O底板的安裝。”，“如果時間有限，就在鄰近范圍內添加I/O部件或在現有底板的空閑空間安裝新的‘分布式I/O’，這樣能在升級期間保證系統正常運行。”“為了避免大量面板鼠穴情況，安裝分布式I/O要盡量靠近傳感器和激勵器----使用當前網絡技術來實現信息交換，-而非陳舊的集中式面板。”
為實現（新舊）I/O設備的平穩升級，Rockwell Automation建議：
■ 考察當前接線方
式，并記錄在案；
■ 在改變接線布局前，先安裝新的I/O系統，驗證新的網絡連接，“撤去”新的I/O終端部件；
■ 詢問銷售商接線板和擺臂式適配器的具體信息，了解如何將新的I/O模塊融入原來的接線布局中。這樣能夠簡化整個升級操作。
■ 在鄰近區域安裝小型“分布式I/O”不但可以節省安裝空間和時間，而且還能縮短拆卸時間。 公司成立于1921年，總部設在Geogia的Savannah。其為全球制造商提供各類商品，干貨液體一應俱全，并向全球多種工業（如紙業，汽車業，農業，等等）提供高嶺土和石油等產品，公司廠房位于Savannah河沿岸占地超過300英畝，每年能夠生產數百萬噸的干塊和液體產品。
Colonial最近得指出，他們的集中原材料處理結構并沒有發揮功能。除了頻繁安裝和維修這一問題，工廠管理層無法收集設備信息或管理監聽診斷。結果造成公司數據遺失，無法提高整體生產過程效率。為了改善這些缺點，Colonial為新設備重新設計一種原材料處理系統該系統稱為Georgia Kaolin Terminals
（GKT）。
顧名思義，GKT就是生產高嶺土（的系統），所謂高嶺土是一種在喬治亞洲非常豐富的礦物這種土經過加工處理后，能夠應用于造紙業，橡膠業和涂料業。安裝全新分布式系統GKT后，Colonial安裝成本減少了15%同時實現了實時診斷功能，系統能夠從各種頻率的驅動、馬達控制器、I/O模塊以及Rockwell Automation智能設備那里獲取信息，作出診斷。 |
