K modulárnej automatizácii vedú iba štyri kroky

Modulárna automatizácia

S premenlivou spotrebou a kvalitou neupravenej vody veľa spraviť nemôžete. Čo ale môžete spraviť, je zabezpečiť, aby to vaše zariadenie na úpravu vody inteligentne zvládlo. Práve tu prichádza do hry Industry 4.0 po sieti a modulárna automatizácia od Festo.

Modulárna automatizácia s terminálom CPX

Spoločnosť Festo vytvorila automatizačnú techniku, ktorá je „smart“. Vďaka digitalizácii sme teraz schopní automatizačné moduly na prevádzkovej úrovni jednoducho, bezpečne a spoľahlivo spojiť a umožniť im spolupracovať. Kľúčovým slovom tu je „inteligentné komponenty“, ktoré môžeme flexibilne kombinovať, aby presne zodpovedali potrebám a požiadavkám. Každý modul obsahuje všetky automatizačné komponenty, ktoré na spravovanie vlastných procesov potrebuje.

Naša automatizačná platforma CPX hrá pri decentralizovanom spracovaní signálov a funkčnom riadení dôležitú úlohu. Vďaka tomu získavate oveľa lepšie a ekonomickejšie riadenie premenlivej spotreby vody a kvality neupravenej vody ako s centrálnym riadiacim systémom. Ak niečo chýba, jednoducho sa to pripojí a aktivuje, či už je to filtračný systém alebo ďalšie procesné kroky – pridanie modulov (numbering-up) namiesto komplikovaného rozšírenia (scaling-up).

Inteligencia na prevádzkovej úrovni

Vo všeobecnosti prebieha konštrukcia a projektovanie procesných systémov takto: zadefinuje sa výrobné množstvo, ktoré sa má v stanovenom čase vyprodukovať, a potom sa nastaví proces, ktorý to spraví. Všetko je riadené a monitorované centralizovaným riadiacim systémom. Funguje to dobre, ale iba za predpokladu, že výrobné množstvo sa nemení.

Stáva sa však presne opak. Alebo sa mení kvalita suroviny. Zmena takéhoto centralizovaného automatizačného systému si vyžaduje extrémne veľa práce, pretože znamená zmenu celého procesu a automatizačnej techniky. Okrem toho potrebujete niekoho, kto sa v tejto konkrétnej konštrukcii a jej programovaní dobre vyzná. Nedá sa prehliadnuť ani to, že znížená kapacita ovplyvní kvalitu výrobku a ohrozí výnosnosť systému. Opravy a údržba sú zložitejšie a drahšie, pretože systém musíte neustále vypínať a reštartovať.

Porovnanie: modulárna verzus centralizovaná

 

Porovnanie: modulárna verzus centralizovaná

Porovnanie: modulárna verzus centralizovaná

Koncept modulárnej automatizácie ponúka účinnú alternatívu pre všetky odvetvia, ktoré sú zamerané na úpravu a používanie vody. Každý sieťový systémový modul je samostatnou funkčnou jednotkou, pracuje nezávisle a jeho súčasťou je úplný riadiaci systém od Festo. Znamená to, že ho môžete podľa potreby jednoducho pripojiť a odpojiť, a to rýchlo a pri rozumných nákladoch. V dôsledku toho sa môže výrobné množstvo flexibilne meniť. Nie je potrebné preprogramovať alebo prekonfigurovať aplikačný softvér. A výrazne sa znížia aj náklady na údržbu.

Vaša cesta k modulárnej automatizácii

Tieto schémy na príklade filtrácie vody ukazujú, ako možno v štyroch krokoch spraviť z konvenčného veľkokapacitného procesného systému s centralizovanou automatizáciou automatizačné riešenie, ktoré je modulárne a decentralizované. V tomto príklade použijeme typické zariadenie na úpravu vody, ktoré bolo navrhnuté na základe požiadaviek stanovených pred nejakým časom a teraz je ho náročné prispôsobiť (rozšíriť alebo zmenšiť). Modulárna automatizácia ho zmení na flexibilný systém, ktorý vám umožní rýchlo a jednoducho prispôsobiť vyrábané množstvo odstránením (numbering down) alebo pridaním modulov (numbering up).

Počiatočná pozícia Tradičné zariadenie na filtráciu vody
Počiatočná pozícia Tradičné zariadenie na filtráciu vody

Ako príklad použijeme zariadenie na filtráciu vody s centrálnym kontrolérom a riadiacim systémom. Takéto zariadenia sa kedysi bežne používalo. Je k nemu pomocou zbernice pripojený ventilový terminál ako vzdialený I/O systém s integrovanou pneumatickou časťou. Komponenty na riadenie zariadení zbernice sú nainštalované v riadiacej skrini.

Krok 1: Mechanická a funkčná modularizácia

 

Krok 1: Mechanická a funkčná modularizácia

Krok 1: Mechanická a funkčná modularizácia

Krok 1: Rozdelenie na čiastkové procesy

Tieto typy konvenčných zariadení na úpravu vody sa dajú jednoducho modularizovať. Najprv sa celkový proces rozdelí na čiastkové procesy. Pre každý čiastkový proces sa zadefinuje modul, ktorý obsahuje všetky mechanické komponenty a komponenty automatizačnej techniky, ktoré sú potrebné na autonómnu prevádzku.

Modularizácia automatizácie

 

Modularizácia automatizácie

Modularizácia automatizácie

Krok 2: Modularizácia automatizácie

Rovnako je možné modularizovať aj automatizáciu. Komponenty ovládacej skrine a centrálne riadenie (technologický aplikačný softvér) sú rozdelené tak, že každý modul je vybavený vlastným kontrolérom, komponentmi vzdialených I/O a pneumatickými kontrolérmi.

Modularizovaná filtrácia vody

 

Modularizovaná filtrácia vody

Modularizovaná filtrácia vody

Krok 3: Koordinácia celého systému

Keď sú moduly spojené, aby vytvorili procesný systém, každý modul sprístupní cez dátové rozhranie svoju špecifickú funkcionalitu v uzavretom formáte. Takto sa dá načítať a zapísať prevádzkový mód, stav, hodnoty procesného merania, alarmy, atď. tak, aby systém fungoval správne.

Potrebujete ešte procesný riadiaci systém, ktorý koordinuje funkcie modulov v rámci celého systému a zabezpečuje riadenie procesov. Takýto systém môže byť jednoduchší ako systémy s centrálnym riadením. Ako už bolo uvedené, riadiace funkcie súvisiace s procesom sú súčasťou samotných modulov.

Rozšírenie systému pridaním modulov (numbering-up)

 

Rozšírenie systému pridaním modulov (numbering-up)

Rozšírenie systému pridaním modulov (numbering-up)

Krok 4: Flexibilné prispôsobenie modulárnych systémov

Pomocou opísaných modulov môžete postaviť systémy s ľubovoľným usporiadaním, ktoré vyhovujú vašim aktuálnym potrebám a požiadavkám. Stačí pridať moduly s rovnakou konštrukciou a funkciou. Tento postup je už do začiatku veľmi flexibilný a takým aj zostáva. Jednoducho platí: pridanie modulov (numbering-up) namiesto zväčšovania (scaling-up).

Modulárna automatizácia je pomerne jednoduchá. A so spoločnosťou Festo je ešte jednoduchšia. Naši odborníci vám radi poradia.

Prečo sa rozhodnúť pre modulárnu automatizáciu

Modularizácia, ktorá je tu opísaná, je založená na príklade systému na filtráciu vody, ktorý bol riadený centrálne. Základnú zásadu však možno uplatniť aj na iné odvetvia. Z flexibility, ktorú ponúka modulárna automatizácia procesov od Festo, nemajú úžitok len prevádzkovatelia systémov. Modulárna koncepcia prináša úžitok aj výrobcom zariadení.

Výhody pre prevádzkovateľov a výrobcov OEM

  • Numbering-up/-down: Modulárna automatizácia podstatne zjednodušuje úpravu celého systému. Projektovanie je v dôsledku toho rýchlejšie a jednoduchšie.
  • Transparentnosť: Jednotlivé moduly od Festo sú presne definované jednotky s prehľadnou funkcionalitou.
  • Flexibilita: Vďaka tomu je možné moduly ľahko prispôsobiť. Zjednodušuje a zrýchľuje to integráciu ďalších procesných krokov.
  • Jednoduchosť: Moduly obsahujú svoj špecifický aplikačný softvér. Zjednodušuje sa tým celé IT.
  • Autonómnosť: Moduly Festo sú naprogramované pomocou CODESYS v súlade s normou IEC 61131. Znamená to, že nemáte náklady na licencie a môžete si vybrať ľubovoľný automatizačný hardvér.
  • Synergia: Výrobcovia OEM vyrábajú rovnaké moduly aj v malých množstvách a pred dodaním ich dôkladne testujú. Preto máte úžitok z úspor z veľkovýroby v oblasti výroby a montáže, znížia sa vám náklady a môžete vždy v správnom čase zareagovať na požiadavky trhu.

Vodárenská technika je len začiatok

Očakáva sa, že konštrukcia a projektovanie procesných systémov sa dramaticky zmení. Odporučenie NAMUR NE 148 v súvislosti s Industry 4.0 formulovalo „Požiadavky na automatizačnú techniku v súvislosti s modularizáciou procesných zariadení“. Prevádzkovatelia systémov a výrobcovia zo všetkých procesných odvetví by inými slovami mali otestovať, či ich systémy už môžu byť prevádzkované s využitím modulárnej koncepcie.

MPA-S a terminál CPX

Ventilový terminál MPA-S s terminálom CPX

Neuveriteľne modulárny a všestranný! Ventilový terminál MPA s rozhraním CPX je založený na systéme zbernice CPX, ktorý využíva tento sériový komunikačný systém pre všetky cievky a funkcie pre elektrické vstupy a výstupy.

Ventilový terminál MPA-S v katalógu

Biela kniha: Zariadenia založené na princípe „Lega“

V tejto bielej knihe jasne a podrobne vysvetľujeme prechod k modulárnej automatizácii procesných systémov. Ako príklad je použitá filtrácia vody.

Stiahnuť bielu knihu