С това решение производителят на машини може лесно и модулно да адаптира или разшири бъдещите си конструкции, базирани на платформа за автоматизация, без да променя първоначалната си структура. Благодарение на модулността обикновено могат да се спестят 5 % от хардуера.

CPX-AP-I наскоро беше интегриран от производител на машини в конструкцията на машина за довършителна обработка на пластмасови планки. Обикновено това са предварително подготвени, сравнително дълги и тесни части, в които се правят изрези посредством щанцоване . Това се извършва пневматично. Тъй като не всички планки са с еднаква дебелина, понякога са изработени от различни видове Пластмаса и имат различна форма, необходимото пневматично налягане трябва да се адаптира за всеки продукт и всеки изрез. Първоначално за тази цел се използваха пропорционални регулатори на налягане, които се управляваха директно от PLC.

От централизирана към децентрализирана

Съответната конструкция на машината имаше някои недостатъци във връзка с централизираното управление на пневматичните щанцоващи модули. Осем пропорционални регулатора са интегрирани директно в централен вентилен остров в контролното табло. Четири щанцоващи движения се извършват на сравнително малко разстояние от този вентилен остров - 3 до 5 метра - но останалите четири се извършват от противоположната страна на машината. От контролното табло за тези четири щанцоващи модула трябваше да бъдат прокарани кабели и въздушни маркучи с дължина от 10 до 12 метра. Освен високите разходи за материали и монтаж, това означаваше и по-малко прецизно управление на четирите задни щанцоващи модула и по-дълго време на цикъла.

Когато въпросният производител на машини получава поръчка за четири идентични машини, той се свързва с Festo като технически партньор, за да се запознае с възможностите, които новите технологии могат да предложат. По-бърз, по-добър, по-издръжлив, по-евтин? По време на обсъжданията новият CPX-AP-I се очерта като възможно решение за децентрализирано управление на щанцоващите модули и като начин машината да бъде "устойчива на бъдещето". Но имаше и много други предимства.

Децентрализирана I/O система

За да разберем тези предимства, първо трябва да изясним какво всъщност представлява CPX-AP-I. Това е нова I/O система, проектирана за директно свързване на множество входно/изходни модули и вентилни острови на полето. Системата може лесно да се интегрира в най-важните PLC системи чрез най-разпространените полеви шини, без да се налага отделните компоненти да бъдат оборудвани с Bus възел. Възможно е също така да се интегрира IO-Link®, което улеснява свързването на всякакви компоненти на IO-Link® и предлага всички свързани с това предимства.

Илюстрацията по-долу показва структурата на такава система.

Той показва, че вентилните острови и I/O-Link master могат да бъдат интегрирани директно в системата за управление от по-високо ниво (PLC), независимо от използваната мрежа за промишлена автоматизация. Същото важи и за пневматичните и електрическите модули, като се поддържат всички известни типове полеви шини. Това означава, че вече не е необходимо вентилните острови да бъдат свързвани чрез I/O link master, а могат да бъдат управлявани директно чрез шината AP, което води до по-добра производителност по отношение на надеждност и ефективност. Това позволява също така да се спести от броя на Bus възлите или компонентите.

Модулен дизайн в позната среда

CPX AP-I предлага възможност за модулна и следователно лесно мащабируема конструкция. Възможно е да се добавят или премахват функционалности, модули и т.н., без да се налага да се променя съществуващата топология. Възможно е също така да се промени системата на шината - достатъчно е да се промени Bus възелът. Списъкът на материалите (BOM) и архитектурата за управление остават непроменени. Освен това производителят на машини може да продължи да програмира в познатата му среда и не се смущава по никакъв начин от факта, че I/O системата работи с патентована шинна система. Тя в никакъв случай не е ограничена по отношение на броя: до 500 модула могат да бъдат свързани помежду си в линейна, звездна и дървовидна топология.

Готови за дигитализация в ерата на Индустрия 4.0

В допълнение към лесната интеграция на компонентите, CPX AP-I предлага и възможност за качване на данни в облака. Това е типична характеристика на интелигентната промишленост и напълно автоматизираните интелигентни фабрики. Това означава, че широк набор от данни, напр. къси съединения, IO-Link® събития, брой вериги, качество на кабела, температура, напрежение, работни часове и т.н., могат да бъдат записвани централно. След това тези данни могат да бъдат анализирани и използвани като ценна информация в контекста на оптимизирането, изчисляването на разходите или например "интелигентната сервизна поддръжка". Това дава възможност да се наблюдават различни модули и канали и да се алармира своевременно, ако има опасност нещо да се обърка. Тази функция също така дава възможност за ефективно планиране на сервизната поддръжка и стъпки за прогнозна поддръжка.

Приложение в практиката

Производителят на машини премина към CPX AP-I по препоръка на Festo и сега буквално видя ползите със собствените си очи. Поради децентрализирания дизайн групата от осем пропорционални регулатора на налягане сега е разделена на две групи от по четири. Втората група е разположена от другата страна на машината и следователно е много по-близо до щанцоващите модули. Това в крайна сметка спестява толкова много време и материали за инсталиране, че с четири машини се постига икономия на разходи от 5 %. Също за всички модули, които не използват IO-Link®, на клиента беше предложена светкавична комуникация. Впечатляващи са стойностите от 200 MBaud и времената на цикъла до 250 µs. Тъй като се използват два отделни кабела за комуникация и захранване, при необходимост се предлага и възможност за работа със зони на напрежение. В крайна сметка той изпита облекчение, че съществуващата му топология може да бъде напълно запазена. Той може лесно да интегрира вентилни острови, без да е необходимо да се използват допълнителни Bus възли или I/O-Link-Master. Броят на интерфейсните модули също е ограничен благодарение на големия брой компоненти, които могат да бъдат свързани към CPX AP-I bus module.

Готови за бъдещето

Машините вече са доставени и работят по начин, който ни удовлетворява напълно. Всъщност те работят толкова добре, че производителят на машината е превърнал новата система Remote I/O в стандарт за всички нови машини, които ще разработва и произвежда в бъдеще. Други системи се използват само, ако клиентите изрично поискат други спецификации. Няма значение дали става дума за машини за автомобилната промишленост, машини за опаковане или машини за други браншове. Намерихме идеалното решение за нас", е окончателната оценка на (щастливия) производител на машини.