Intelligent kjøring i epoken med Industry 4.0

Intelligent kjøring i epoken med Industry 4.0

Med den raske veksten av Industry 4.0-applikasjoner er maskinbyggere under press for å bruke færre folk for å gi kortere utviklingstider for avanserte maskiner. Behovet for å gi nødvendig informasjon for operasjonell beslutningstaking med sanntidsdata vokser. Nøkkelordet knyttet til industri 4.0 er tilkobling (forbindelser mellom alle deltakere i produksjonsprosessen), selv i fabrikker som ennå ikke har tatt i bruk industri 4.0. Det er viktig at komponenter eller systemer minst er kompatible med kravene i industri 4.0 og at de kan koble til og kommunisere med interne og eksterne nettverk.

Selv om det er enkelt å implementere med nye komponenter, er det ikke realistisk å erstatte alle eksisterende systemer for å sikre kompatibilitet. Dette har ført til utviklingen av en rekke enheter som gir minst en grunnleggende tilkobling til et Industrial 4.0-system uten å påvirke automatiseringslogikken. Utviklingen av frekvensomformeren lar produsenter konfigurere ulike funksjoner gjennom innebygd teknologi som eliminerer behovet for eksterne PLS-er, noe som reflekterer endringene som er gjort til tidligere generasjons stasjoner som tilbyr begrenset funksjonalitet.

Ingen ekstern PLS nødvendig

Moderne drivsystemer har vært tilstrekkelig intelligente til å utføre posisjonsforskyvning og hastighetskontroll. Implementeringen av disse funksjonene er like enkel som å se en e-post via en mobiltelefon. En annen forventning som Industry 4.0 bringer er at drivsystemet kan fange data om maskinfunksjonalitet og ytelse, deretter konfigurere dataene og presentere dem for omverdenen.

Avanserte stasjonsprodusenter kan konfigurere en rekke funksjoner gjennom innebygd teknologi som eliminerer behovet for eksterne programmerbare logiske kontrollere (PLS). For eksempel inkluderer de nyeste servostasjonene International Electrotechnical Commission (IEC) 61131-3 programmerbare kontrolleroperativsystem. Dette gjenspeiler endringene som ble gjort i forrige generasjon drivere som ga begrenset funksjonalitet.

Det tar litt tid å forstå implikasjonene av disse fremskrittene i stasjonen, men dagens smarte stasjoner har evnen til å løse sanntidskontrollutfordringer, som er en viktig del av Industry 4.0. PLS-en fjernes og den direkte tilgangen til frekvensomformeren eliminerer tidsintervaller og optimerer syklustid og produktkonsistens.

Hold deg synkronisert

Selv om et drivsystem inneholder et bestemt problemløsende verktøy eller funksjonsblokk, står det fortsatt overfor utfordringen med å synkronisere flere bevegelser på én maskin. I tilfellet hvor bussystemet som brukes er usikkert, er løsningen som kan benyttes å la frekvensomformere kommunisere uten å måtte gå tilbake til det sentrale kontrollsystemet. Det er her det deterministiske bussystemet som SERCOS III er selvstendig. Et deterministisk system er ikke en nødvendig forutsetning for bruk av industri 4.0. Stasjonen kan lagre sanntidsdata og sende dem til oppstrømssystemet på en ikke-deterministisk måte.

Nå som det er en rekke avanserte verktøy tilgjengelig i stasjonen, er det viktig å velge riktig verktøy. Målet bør være å gjøre det mulig for maskinbyggerprogrammerere uten spesifikk erfaring å få tilgang til og bruke disse funksjonene. Det anbefales å bruke testede og testede PLS-funksjonsblokker som kan brukes med PLS-er under IEC 61131-3-standarden og til og med kan kombineres med stigelogikkprogrammering.

Det er nå et stort utvalg funksjonsblokker tilgjengelig som kan velges for hver applikasjon. Det de kan gjøre er fra å samle plasseringsinformasjon på transportbåndet, viklingsmaskinkontroll til lukket sløyferegistreringskontroll, og til og med å lage komplette bevegelsesbaner for krysskuttere og kryssforseglere.

Lag en HMI

Human Machine Interface (HMI) er en annen nøkkelkomponent i Industry 4.0. Tidligere krevde det å lage grensesnitt for maskiner og operatører intervensjon fra et sentralt PLS- og bussystem for å sende kritisk maskinoppsettinformasjon og variabler til frekvensomformeren. Diagnose- og maskinstatusinformasjon importeres på nytt til PLS-en før den vises på HMI-en.

Mens moderne bussystemer kan gjøre dette, kan det kreve mye programmeringsarbeid og kan være unødvendig når drivsystemet inneholder all nødvendig informasjon. For å løse dette problemet inneholder mange drivsystemer alle verktøyene som trengs for å lage en HMI. I noen tilfeller kan det hende at den sentrale PLS-en ikke er nødvendig fordi frekvensomformeren kan bruke et komplett utvalg av innganger og utganger, som tidligere var koblet til PLS-en.

Nøkkelfaktoren som må kontrolleres er tiden det tar å sette opp og feilsøke maskinen. Smarte stasjoner tilbyr nå en rekke verktøy som reduserer oppstartstiden gjennom optimalisert aksebevegelse og prosesssynkronisering.

Disse hurtigstartverktøyene er utviklet for å flytte frekvensomformeren i de tidlige stadiene av maskinoppstart, selv når maskinkontrollprogramvaren ennå ikke er installert i systemet. Resultatet er en rask og enkel test av maskinens mekaniske ytelse ved bruk av kun grunnleggende IT-verktøy som mobiltelefoner eller nettbrett.

Hjelper å vedlikeholde

Intelligente drivsystemer kan delta i proaktive vedlikeholdsstrategier ettersom de leveres med et komplett sett med nøkkelverktøy som kan utføre kritiske prediktive vedlikeholdsfunksjoner, og minimerer ekstra programmeringsinnsats. Denne programvaren kan stilles inn til å kontinuerlig overvåke maskinytelsesstatus og prosessstatus i sanntid. Dette inkluderer bølgeformanalyse ved å analysere temperaturendringer, samt sjekke for tilbakeslag, økt friksjon eller prosessoverbelastning.

Hvis en feiltilstand oppstår, genereres en kode som sendes til HMI. Hvis du finner et kritisk problem som krever at maskinen slutter å kjøre, kan du ta avgjørelser innenfor stasjonen for å minimere risikoen for produksjonstap og maskinskade.

Industry 4.0 gir forbedret prosessorkraft og forbedret funksjonalitet for smarte disker. Dette gir flere muligheter for produksjonsbedrifter til å optimalisere programmering, produksjon og vedlikehold. Fordi PLS-kravene i mange tilfeller reduseres eller til og med ikke lenger er nødvendige, kan mer avanserte maskiner lages på kortere tid.