Čtyři kroky k modulární automatizaci

Modulární automatizace

Na tom, že spotřeba a kvalita surové vody silně kolísá, nemůžete nic změnit. Můžete se ale postarat o to, aby se s tím Váš proces úpravy vody inteligentním způsobem vypořádal. Zde do hry vstupuje propojený Průmysl 4.0 – a modulární automatizace od společnosti Festo.

Modulární automatizace s terminály CPX

Společnost Festo vnesla inteligenci do automatizační techniky. Díky digitalizaci jsme dnes schopni automatizované moduly na provozní úrovni snadno, bezpečně a spolehlivě propojit mezi sebou a nechat je spolupracovat v vzájemné souhře. Heslo zní: inteligentní komponenty, které lze mezi sebou kombinovat – přesně podle potřeby a požadavků. Každý modul obsahuje kompletní automatizaci, kterou potřebuje pro vykonávání svého vlastního procesu.

Klíčovou úlohu pro v decentrálním zpracování signálů a řízení funkcí má naše automatizační platforma CPX. Budete mnohem lépe a hospodárněji zvládat kolísání spotřeby vody a kvality surové vody než s centrálním řídicím systémem. Co chybí, jednoduše se přimontuje a připojí, ať se jedná o filtrační systém nebo další procesní kroky: navýšení počtu (numbering-up) namísto nákladného rozšíření systému (scale-up).

Inteligence na provozní úrovni

Konstrukční a projekční činnosti pro technologická zařízení probíhají zpravidla takto: definuje se výrobní množství za danou časovou jednotku a k němu se zřídí příslušný technologický proces. Celek je řízen a sledován centrálním řídicím systémem. To funguje dobře – dokud zůstává požadované výrobní množství stejné.

Právě to ale neplatí pro Váš provoz. Nebo dochází ke kolísání kvality surové vody. Zásah do takového centrálního automatizačního systému je poté výjimečně nákladný, protože vyžaduje změnu celé technologické a automatizační techniky. Navíc k tomu potřebujete někoho, kdo přesně této dané speciální konstrukci a jejímu programování rozumí. Menší kapacita může mít vedle toho vliv na kvalitu výrobku a ohrozit rentabilitu zařízení. A v neposlední řadě je v důsledku toho náročná a drahá údržba a opravy, protože je vždy třeba odstavit a znovu uvést do provozu celý systém.

Porovnání: modulární versus centralizované

 

Porovnání: modulární versus centralizované

Porovnání: modulární versus centralizované

V podobě koncepce modulární automatizace je nyní k dispozici reálná alternativa pro veškeré obory, které upravují a využívají vodu: Každý propojený modul zařízení představuje autonomní jednotku, pracuje nezávisle a obsahuje kompletní řízení od společnosti Festo. To znamená: podle potřeby ho můžete jednoduše připojovat a odpojovat, rychle a za výhodných podmínek z hlediska nákladů. Takto lze přizpůsobovat výrobní kapacitu. Není nutné nově programovat a nastavovat aplikační software. Významně se tím sníží také náklady na údržbu.

Vaše cesta k modulární automatizaci

Zde Vám na příkladu filtrace vody ukážeme, jak v pouhých čtyřech krocích změníte konvenční velkokapacitní technologické zařízení s centrální automatizací na modulární, decentrálně automatizované řešení. Použijeme k tomu typické zařízení na úpravu vody, které bylo navrženo přesně podle jednou definovaných požadavků a které lze nyní jen obtížně měnit (rozšířit nebo omezit). Modulární automatizace z něj vytvoří zařízení přizpůsobivé, u kterého můžete jednoduše a rychle změnit výrobní kapacitu tím, že odstraníte (Numbering-down), nebo přidáte (Numbering-up) jednotlivé moduly.

Výchozí stav: běžné zařízení na filtraci vody
Výchozí stav: běžné zařízení na filtraci vody

Představme si doposud běžné zařízení na filtraci vody s centrálním řízením a ovládáním. K němu je po průmyslové síti připojen ventilový terminál jako systém se vzdálenými vst./výst. a integrovanou pneumatickou částí. V rozvaděči jsou namontovány komponenty k ovládání koncových zaízení.

Krok 1: modularizace mechaniky a funkcí

 

Krok 1: modularizace mechaniky a funkcí

Krok 1: modularizace mechaniky a funkcí

Krok 1: rozčlenění na dílčí procesy

Konvenční zařízení tohoto druhu pro úpravu vody lze snadno modularizovat. Technologie se nejprve rozčlení na dílčí procesy. Pro každý dílčí proces je definován modul, který obsahuje všechny mechanické a automatizačně-technické součásti, které potřebuje pro autonomní provoz.

Modularizace automatizace

 

Modularizace automatizace

Modularizace automatizace

Krok 2: Modularizace automatizace

Stejně lze modularizovat i automatizaci: komponenty rozvaděče a centrální řízení (technologický aplikační software) jsou rozděleny tak, aby byl každý modul vybaven vlastním řízením, komponenty se vzdálenými vst./výst. a pneumatickými obvody.

Modularizovaná filtrace vody

 

Modularizovaná filtrace vody

Modularizovaná filtrace vody

Krok 3: koordinace celého systému

Po propojení modulů do podoby technologického zařízení poskytuje každý modul prostřednictvím datového rozhraní svou specifickou funkci. Takto lze načítat, resp. zapisovat provozní režimy, stav, měřené procesní hodnoty, alarmy atd., aby zařízení jako celek pracovalo správně.

Systém řízení procesů koordinuje funkce jednotlivých modulů a zajišťuje průběh technologie. Tento systém však může být mnohem jednodušší než u centrálního řízení. Jak bylo řečeno: moduly se samy starají o jednotlivé funkce, neboť obsahují vlastní řízení.

Rozšíření zařízení navýšením počtu (Numbering-Up)

 

Rozšíření zařízení navýšením počtu (Numbering-Up)

Rozšíření zařízení navýšením počtu (Numbering-Up)

Krok 4: přizpůsobení modulárních zařízení

Pomocí popsaných modulů sestavíte libovolně uspořádané zařízení přesně podle přání a aktuálních požadavků – jednoduše navýšením počtu konstrukčně shodných modulů se stejnou funkcí. Tento postup je velmi přizpůsobivý od samého začátku i kdykoliv do budoucna: navýšení počtu (numbering-up) namísto rozšiřování (scale-up).

Modulární automatizace je relativně jednoduchá. Se společností Festo to však jde ještě snáz: naši odborníci Vám rádi poradí.

Argumenty pro modulární automatizaci

Popsaná modularizace dosud centrálně řízeného zařízení spočívá na příkladu filtrace vody. Princip je ale obecný a lze jej uplatnit i v jiných odvětvích průmyslu. A z přizpůsobivosti modulární automatizace od společnosti Festo těží nejen provozovatelé zařízení. Z modulární koncepce mohou mnohé získat také výrobci zařízení.

Výhody pro provozovatele a výrobce OEM

  • Numbering-up/-down: modulární automatizace výrazně usnadňuje změny celého zařízení. Projektování je tak rychlejší a levnější.
  • Transparentnost: jednotlivé moduly od společnosti Festo jsou přesně definované a přehledné jednotky.
  • Přizpůsobivost: také jednotlivé moduly se snadno přizpůsobují. To usnadňuje a urychluje zavedení dodatečných technologických kroků.
  • Jednoduchost: moduly obsahují specifický aplikační software. To snižuje složitost celého IT.
  • Nezávislost: moduly od společnosti Festo se programují v prostředí Codesys podle IEC 61131. Bez licečních poplatků a pro Vás s možností svobodně si vybírat dodavatele hardwaru.
  • Synergie: výrobci OEM mohou vyrábět jednotné moduly i v malých sériích a kompletně je testovat před expedicí. Tímto způsobem sloučíte výnosy při výrobě a montáži, snížíte své náklady a můžete vždy ve správný okamžik zareagovat na požadavky trhu.

Vodohospodářská technologie je pouze začátek

Je patrné, že konstrukce a projekční činnosti se u technologických zařízení budou od základů měnit. Doporučení Namur NE 148 již s ohledem na Průmysl 4.0 formulovalo „požadavky na automatizační techniku prostřednictvím modularizace technologických zařízení“. Jinými slovy: v celém průmyslu procesní techniky mají provozovatelé a výrobci zařízení bezpodmínečně ověřit, zda u jejich zařízení nejsou již dnes možné modulární koncepce.

MPA-S a terminály CPX

Ventilové terminály MPA-S s terminály CPX

Maximální modularita a přizpůsobivost! Rozhraní CPX na ventilových terminálech MPA vychází z interní komunikace CPX a sériově přenáší informace pro všechny elektromagnetické cívky a veškeré elektrické vstupy a výstupy.

Ventilové terminály MPA-S v katalogu

Bílá kniha: zařízení se skládají stejně snadno jako stavebnice Lego

Přechod na modulární automatizaci technologikých zařízení Vám vysvětlíme na příkladu filtrace vody v přehledné bílé knize.

Stáhnout bílou knihu