Com essa solução, um fabricante de máquinas pode adaptar ou expandir com simplicidade e modularidade suas futuras construções com base em uma plataforma de automação, sem alterar sua estrutura original. Graças à modularidade, geralmente é possível economizar 5 % do hardware.

CPX-AP-I foi recentemente integrada por um fabricante de máquinas em sua construção de uma máquina para acabamento de placas de polímero. Geralmente, são peças pré-formadas, relativamente longas e estreitas, nas quais são efetuados recortes por perfuração. Isso é executado pneumaticamente. Como as placas podem ter espessuras e formatos diferentes e ser feitas de polímeros diferentes, a pressão pneumática necessária deve ser adaptada para cada produto e cada corte. Inicialmente foram utilizadas válvulas reguladoras de pressão proporcional, controladas diretamente pelo CLP, para essa finalidade.

De centralizado a descentralizado

A respectiva construção da máquina possuía algumas desvantagens com relação ao controlador centralizado das unidades de puncionamento pneumáticas. Oito controladores proporcionais foram integrados diretamente a um terminal central de válvulas no painel de comando. Quatro movimentos de perfuração eram realizados a uma distância relativamente curta desse terminal de válvulas - 3 a 5 metros - mas os outros quatro eram realizados no lado oposto da máquina. Para essas quatro unidades de perfuração, foi necessário instalar cabos e mangueiras de ar com comprimentos de 10 a 12 metros a partir do armário de comando. Além dos altos custos de material e instalação, isso também significava um controle menos preciso das quatro unidades de puncionamento traseiras e um tempo de ciclo mais longo.

Quando o fabricante de máquinas em questão recebeu um pedido de quatro máquinas idênticas, ele entrou em contato com a Festo, como seu parceiro técnico, para saber mais sobre as opções que as novas tecnologias poderiam oferecer. Mais rápido, melhor, mais durável, mais barato? Durante as discussões, a nova CPX-AP-I surgiu como uma possível solução para o controle descentralizado das unidades de puncionamento e como uma forma de tornar a máquina "preparada para o futuro". Mas havia muitas outras vantagens.

Nesse sistema, os terminais de válvulas e I/O-Link Masters podem ser integrados diretamente ao sistema de controle de nível superior (CLP), independentemente da rede de automação industrial utilizada. O mesmo se aplica aos módulos pneumáticos e elétricos e todos os tipos de barramento de campo conhecidos são suportados. Isso significa que os terminais de válvulas não precisam mais ser conectados por meio de um I/O link master, podendo ser controlados diretamente pelo barramento AP com consequente melhora do desempenho em termos de confiabilidade e eficiência. Outra vantagem é a economia na quantidade de nós de rede ou de componentes.

Estrutura modular em um ambiente familiar

A CPX AP-I oferece a opção de uma estrutura modular e, portanto, facilmente escalonável. É possível adicionar ou remover funcionalidades, módulos, entre outros, sem precisar alterar a topologia existente. O sistema de barramento também pode ser alterado - basta alterar o nó de rede. A lista de materiais (BOM) e a arquitetura de controle permanecem inalteradas. Além disso, o construtor de máquinas pode continuar a programar em seu ambiente familiar, não sendo perturbado de forma alguma pelo fato de o sistema de I/O funcionar com um sistema de barramento proprietário. Em termos de números, também não está restrito: até 500 módulos podem ser interconectados em topologia linear, estrela e árvore.

Pronto para a digitalização na era da Indústria 4.0

Além da fácil integração de componentes, a CPX AP-I também oferece a opção de carregar dados na nuvem. Esse é um recurso típico da indústria inteligente e das fábricas inteligentes totalmente automatizadas. Isso significa que uma ampla gama de dados, por exemplo, curtos-circuitos, eventos de IO-Link®, número de circuitos, qualidade dos cabos, temperatura, tensão, horas de operação etc., pode ser registrada de forma centralizada. Tais dados podem então ser analisados e usados como informações valiosas no contexto de otimizações, cálculos de custos ou de uma "manutenção inteligente", por exemplo. Isso permite monitorar vários módulos e canais e acionar o alarme a tempo quando houver risco de falha. Essa função também permite um planejamento de manutenção eficiente e etapas para a manutenção preditiva.

Aplicação na prática

O fabricante de máquinas mudou para a CPX AP-I por recomendação da Festo e agora viu as vantagens literalmente com os próprios olhos. Devido à estrutura descentralizada, o grupo de oito válvulas reguladoras de pressão proporcional foi dividido em dois grupos de quatro. O segundo grupo está localizado no outro lado da máquina e, portanto, muito mais próximo das unidades de perfuração. Isso acabou economizando tanto tempo de instalação e material que foi possível obter uma economia de custos de 5% com quatro máquinas. Ele também pôde oferecer a seus clientes uma comunicação extremamente rápida para todos os módulos que não usam IO-Link®. Os valores de 200 MBaud e tempos de ciclo de até 250 µs são impressionantes. Como são utilizados dois cabos separados para a comunicação e a fonte de alimentação, ele também oferece a opção de trabalhar com zonas de tensão, se necessário. No final, ele ficou aliviado ao ver que poderia preservar completamente sua topologia existente. Ele pode integrar facilmente terminais de válvulas sem a necessidade de nós de rede adicionais ou I/O-Link Master. O número de módulos de interface também é limitado graças à variedade de componentes que podem ser conectados a um módulo de barramento CPX AP-I.

Pronto para o futuro

As máquinas já foram entregues e estão funcionando muito bem para a nossa total satisfação. Na verdade, elas estão funcionando tão bem que o fabricante de máquinas implementará o novo sistema Remote I/O como padrão para todas as novas máquinas que desenvolver e construir no futuro. Outros sistemas serão utilizados somente se os clientes solicitarem expressamente outras especificações. Não importa se são máquinas para a indústria automotiva, máquinas de embalagem ou máquinas para outros setores. Encontramos a solução perfeita para nós", é o veredicto final do (feliz) engenheiro mecânico.