Proste i inteligentne rozwiązania dla zaspokojenia wymagających potrzeb

104

Dzięki internetowi rzeczy oraz przemysłowi 4.0, szybko zyskującym akceptację w szerszym przemyśle, cyfrowa transformacja jest obecnie postrzegana jako jedyny sposób sprostania potrzebom nowoczesnych klientów. Podstawą tej nowej rewolucji jest dostarczanie, zestawianie, analizowanie, wydatkowanie i wykorzystywanie danych.

Istnieje wiele definicji przemysłu 4.0, ale w istocie opisuje on tendencje w zakresie automatyzacji i wymiany danych w dziedzinie technologii wytwarzania, procesów i produkcji, które obejmują relacje wzajemne, systemy cyber-fizyczne, Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT), wykorzystanie chmury (przechowywanie i przetwarzanie), a także, wychodząc nieco dalej w przyszłość, informatykę kognitywną i sztuczną inteligencję.

Dlaczego jest to tak ważne? Dane odgrywają ogromną rolę w dynamice działalności produkcyjnej, ponieważ stanowią podstawę dla decyzji, które mogą mieć ogromny wpływ na wydajność, skuteczność i przepustowość. Nowoczesne, połączone, inteligentne fabryki pobierają te dane w czasie rzeczywistym, co oznacza, że decyzje te mogą być podejmowane niemal natychmiastowo, zapewniając wymierne rezultaty szybciej niż cotygodniowe spotkania.

Nie jest to chwilowy kaprys ani bezużyteczne hasło marketingowe, używane do sprzedaży większej liczby produktów. To połączenie danych i inteligentnych koncepcji w fabryce jest wymagane przez klientów i użytkowników końcowych w każdym kraju i niemal w każdym dostępnym przemyśle i projekcie. Z tego powodu producenci OEM, którzy nie oferują maszyn mogących przetwarzać dane, muszą liczyć się z poważnym zagrożeniem wyeliminowania z rynku przez tych, którzy takie maszyny oferują. Bez danych nie ma wiedzy, a bez wiedzy nie ma postępu.

Oprócz aspektów powiązanych z danymi, istnieje również wiele innych czynników, dzięki którym współczesne systemy automatyzacji mogą przynosić korzyści. Elastyczność to kolejny ważny element inteligentnej fabryki. Użytkownicy końcowi oczekują maszyn, które mogą być modyfikowane dowolnym momencie. Oczekują również minimalnego czasu przestojów przy przełączaniu się między partiami i produktami w celu zaspokojenia potrzeb klientów, a także chcą móc zmniejszać rozmiary partii w taki sposób, który zapewni minimalny wpływ ekonomii skali.

Ten rodzaj elastyczności jest możliwy do osiągnięcia tylko przy pomocy nowoczesnych rozwiązań automatyzacji, takich jak osie sterowane przez serwomechanizm w oparciu o architektury cyfrowe. Krzywki i łańcuchy o stałym skoku z pewnością spisują się świetnie w systemach maszynowych, ale są to starsze technologie, które po prostu nie pozwalają wykorzystywać wymienionych powyżej możliwości, ponieważ wykracza to poza przewidziane dla nich wąsko wyspecjalizowane zastosowanie.

Kolejną ważną zaletą nowoczesnej automatyzacji jest bardzo proste podnoszenie wydajności, co przekłada się na lepszą przepustowość, krótszy czas pracy i wyższy zwrot z inwestycji (ROI). Systemy serwo mogą być postrzegane jako bardziej skomplikowane i droższe, ale w szerszym spojrzeniu, jeśli rozważyć ogólną skuteczność urządzeń (OEE), nowoczesne rozwiązania przewyższają osiągi ich tradycyjnych mechanicznych odpowiedników. Wydatki kapitałowe mogą być wyższe, ale wydatki operacyjne będą niższe.

Pierwszym krokiem w każdej modernizacji maszyny jest określenie jaki sprzęt jest potrzebny do wykonywania wymaganych funkcji, a co równie ważne – w jaki sposób mają one „porozumiewać” się między sobą i resztą przedsiębiorstwa, w celu zapewnienia dwukierunkowej wymiany danych, która stanowi podstawę przemysłu 4.0. Istnieje wiele protokołów przemysłowych fieldbus, obejmujących różne poziomy i zastosowania, ale na wyższym poziomie sieci Ethernet i systemy oparte na sieci Ethernet szybko zyskują przewagę.


Większość głównych dostawców oferuje rozwiązania standardowe lub oparte na standardzie Ethernet, które zapewniają znacznie większą elastyczność niż zamknięte, niedostępne magistrale fieldbus, które widzieliśmy 10 lat temu. Ethernet może nie być najlepszym rozwiązaniem dla automatyzacji poziomu 0, ale nie jest to już problemem, ponieważ programowalne sterowniki logiczne (PLC) i programowalne sterowniki automatyczne (PAC) działają jako pośrednik i łączą się z systemami wyższego poziomu pobierającymi duże ilości danych.

PLC i PAC to mózgi systemu, zapewniające wszystkie aspekty obsługi sterowania i interfejsu wraz z innymi operacjami na wszystkich poziomach. Podobnie jak w przypadku każdego innego elementu automatyzacji, użytkownicy mogą dowolnie wybierać dostawców, ale zaletą tego rozwiązania jest możliwość optymalnego dopasowania do potrzeb, w przeciwieństwie do zbyt skomplikowanych lub zbyt prostych rozwiązań sterujących. Najwięksi producenci wiedzą również, że wybór systemu PLC może być dla klientów bardzo trudny, zwłaszcza dla tych, którzy nie mają odpowiedniej wiedzy o tego typu systemach.

Aby ułatwić pierwsze kroki, wielu dostawców oferuje szereg zestawów startowych. Przykładem jest zestaw startowy logo!8 firmy Siemens, który zawiera moduł logiczny z wyświetlaczem wewnętrznym lub zewnętrznym, Simatic WinCC Basic V13; zasilacz LOGO!Power oraz LOGO! Oprogramowanie Soft Comfort V8 do programowania komputerowego. Alternatywny zestaw startowy SIMATIC S7-1200 zawiera cyfrowy symulator wejścia SIM 1274 wraz z wielojęzyczną dokumentacją na CD. Oprogramowanie do programowania SIMATIC Step 7 BASIC V11.X jest dostępne w portalu Siemens TIA (całkowicie zintegrowany system automatyzacji).

Przy doborze sterownika producenci maszyn mogą również być zobowiązani do analizy poziomu bezpieczeństwa swoich maszyn. Średnie i wyższe poziomy systemów PLC i PAC często mają wbudowane pochodne systemy bezpieczeństwa lub moduły dodatkowe, które mogą obsługiwać sieć Ethernet lub dedykowane sieci bezpieczeństwa. Czasami dedykowany procesor bezpieczeństwa jest najlepszym wyborem, a procesor Omron NX-SL3300 jest tego dobrym przykładem. Model NX-SL3300 oferuje łączność z protokołem EtherCAT (FSoE), który zapewnia elastyczną konfigurację, umożliwiając zestawienie jednostek bezpieczeństwa z modułami we/wy w standardzie NX. Dzięki tej koncepcji urządzenie NX-SL3300 umożliwia sterowanie nawet 128 modułami bezpieczeństwa we/wy. Norma EN ISO13849-1 (PLe/Kategoria4) oraz certyfikat IEC 61508 (SIL3) oznaczają również zgodność z wymogami nowoczesnych przepisów bezpieczeństwa.


Interakcja operatora jest kolejnym ważnym aspektem projektowania inteligentnej, elastycznej fabryki, w tym łatwych w obsłudze interfejsów człowiek-maszyna (HMI), które pozwolą operatorom nie tylko otrzymywać od maszyn informacje, ale także szybko wprowadzać zmiany w potwierdzeniach lub modyfikować parametry produkcji. Przykładem takiego interfejsu może być SIMATIC KTP400 BASIC HMI firmy Siemens. Obsługując sygnalizację, zarządzanie potwierdzeniami, funkcje graficzne i przełączanie pomiędzy językami, interfejs HMI łączy się ze standardowym protokołem Ethernet/PROFINET (na potrzeby podstawowej funkcjonalności) i może być konfigurowany za pomocą oprogramowania SIMATIC STEP 7 Basic, zapewniając takie samo środowisko oprogramowania, jak SIMATIC S7-1200 PLC.

Interfejs Omron NB7W-TW01B HMI to jednostka zapewniająca rozdzielczość 800 x 480 pikseli, która oferuje obsługę wielu interfejsów, w tym RS232, Ethernet, USB i hosta USB. 128 MB pamięci wewnętrznej oraz możliwość dostarczania grafik wektorowych i bitmapowych, a także czytelność i możliwości wyświetlacza sprawiają, że jest to rozwiązanie idealne do bardziej złożonych architektur.

Pomimo niedawnych usprawnień w zakresie wyświetlania danych przez interfejsy HMI i wzrastającej możliwości dostępu do systemów zdalnie za pośrednictwem sieci, nadal istnieje zapotrzebowanie na rejestratory danych, czego dobrym przykładem jest przemysł spożywczy i chemiczny. Teraz, należy udokumentować, zarchiwizować i ocenić dane procesu w celu zapewnienia, że utrzymane są wysokie standardy, a wszystkie aspekty procesu mogą być zgłoszone do raportu. Rejestrator LOGOSCREEN nt firmy Jumo jest przykładem rozwiązania przeznaczonego dla tych systemów. Urządzenie jest wyposażone w wiele wejść termopary i termometru rezystancyjnego, co w połączeniu z wejściem potencjometru o zakresie od 0 do 4000 Ohm czyni je idealnym rozwiązaniem do przechwytywania i analizowania danych z wielu węzłów. Dodatkowo, dzięki oferowaniu połączeń RS232/485 i Ethernet, dane mogą być przechowywane lokalnie na karcie CompactFlash lub w pamięci USB.


Jak widać, połączenie Ethernet jest wspólną cechą wszystkich tych produktów, wskazując drogę do wykorzystywania danych jako jednego z najważniejszych zasobów każdego nowoczesnego rozwiązania automatyzacji. Inteligentne fabryki mogą być inteligentne wyłącznie, jeśli są wyposażone w inteligentne maszyny, a tworzenie inteligentnych maszyn nie wykracza już poza granice możliwości technicznych ani umiejętności inżynierów. Wielu wiodących dostawców, takich jak Distrelec, będzie oferować wsparcie, zestawy startowe i proste w użyciu oprogramowanie, które usuną wiele przeszkód Przemysłu 4.0. Dzięki inteligentniejszym rozwiązaniom możliwości maszyn będą nieustannie wzrastać, dzięki czemu producenci OEM i ich produkty będą oferować bardziej atrakcyjne rozwiązania dla użytkowników końcowych, dla których dane, sprawność i elastyczność są teraz najważniejsze.

Źródło: Distrelec

Zdjęcia: Business and technology concept. Internet of Things(IoT). Information Communication Network(ICT). Artificial Intelligence(AI).

 

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Wprowadź swój komentarz!
Wprowadź swoje imię