Díky tomuto řešení může výrobce strojů snadno a modulárně přizpůsobit nebo rozšířit své budoucí konstrukce využívající automatizační platformu, aniž by musel měnit její původní strukturu. Díky modularitě lze obvykle ušetřit 5 % hardwaru.

CPX-AP-I bylo nedávno integrováno výrobcem strojů do konstrukce na konečnou úpravu plastových desek. Obvykle se jedná o předtvarované, poměrně dlouhé a úzké díly, do kterých se ražením zhotovují výřezy. Technologie probíhá pneumaticky. Protože ne všechny desky mají stejnou tloušťku, někdy jsou vyrobeny z různých plastů a mají také odlišný tvar, je třeba pro každý výrobek a každý výřez přizpůsobit požadovaný tlak. Původně se k tomuto účelu používaly proporcionální redukční ventily, které byly ovládány přímo z PLC.

Od centralizace k decentralizaci

Příslušná konstrukce stroje měla některé nevýhody související s centrálním ovládáním pneumatických razicích jednotek. Osm proporcionálních regulátorů bylo integrováno přímo do centrálního ventilového terminálu v rozvaděči. Čtyři děrovací pohyby se odehrály v relativně malé vzdálenosti od tohoto ventilového terminálu – 3 až 5 metrů – ale další čtyři se odehrály na opačné straně stroje. K těmto čtyřem razicím jednotkám bylo nutné z rozvaděče položit kabely a vzduchové hadice o délce 10 až 12 metrů. Kromě vysokých nákladů na materiál a instalaci to znamenalo také méně přesné ovládání čtyř zadních razicích jednotek a delší dobu cyklu.

Když dotyčný výrobce strojů obdržel objednávku na čtyři identické stroje, obrátil se na Festo jako na svého technického partnera, aby se informoval o možnostech, které mohou nové technologie nabídnout. Rychlejší, lepší, trvanlivější, levnější? Během diskusí se jako možné řešení pro decentralizované řízení razicích jednotek a jako způsob, jak zajistit, aby byl stroj „připravený na budoucnost“, objevil nový systém CPX-AP-I. Výhod však bylo mnohem více.

Decentralizovaný systém I/O

Abychom tyto výhody pochopili, musíme si nejprve ujasnit, co to vlastně CPX-AP-I je. Jedná se o nový I/O systém určený pro přímé připojení velkého počtu modulů se vstupy/výstupy a ventilových terminálů. Systém lze snadno integrovat do nejdůležitějších systémů PLC prostřednictvím nejběžnějších komunikačních sítí, aniž by bylo nutné vybavovat jednotlivé komponenty síťovým modulem. Můžete také využít IO-Link, který usnadňuje připojení libovolných komponentů s touto komunikací a nabízí všechny související výhody.

Níže uvedený obrázek ukazuje strukturu takového systému.

Ukazuje, že ventilové terminály a master I/O-Link lze integrovat přímo do nadřazeného řídicího systému (PLC) nehledě na použitou průmyslovou síť. Totéž platí pro pneumatické a elektrické moduly. Použít můžete všechny běžné typy sítí. Ventilové terminály již nemusí být připojeny přes Master I/O-Link, ale mohou být ovládány přímo přes komunikaci AP, což vede k lepšímu výkonu z hlediska spolehlivosti a účinnosti. Snadno také ušetřítt na počtu síťových modulů nebo komponentů.

Modulární konstrukce ve známém prostředí

CPX AP-I nabízí možnost modulární, a tedy snadno rozšiřitelné konstrukce. Je možné přidávat nebo odebírat funkce, moduly atd., aniž by bylo nutné měnit stávající topologii. Druh komunikační sítě také snadno změníte – stačí vyměnit síťový modul. Kusovníky (BOM) a architektura řízení zůstávají beze změny. Kromě toho může konstruktér stroje pokračovat v programování ve svém známém prostředí a není nijak rušen skutečností, že moduly jsou propojeny po vlastní komunikaci. Nejste nijak omezeni počtem modulů: lze k sobě připojit až 500 modulů v liniové, hvězdicové a stromové topologii.

Připravenost na digitalizaci ve věku Průmyslu 4.0

Kromě jednoduché integrace komponentů poskytuje CPX AP-I také možnost odesílání dat do cloudu. Jedná se o typický rys chytrého průmyslu a plně automatizovaných chytrých továren. Můžete centrálně zaznamenávat nejrůznější údaje, např. zkraty, incidenty IO-Link, počet obvodů, kvalitu kabelů, teplotu, napětí, provozní hodiny apod. Tato data lze následně analyzovat a využít jako cenné informace v rámci optimalizace, kalkulace nákladů nebo například „inteligentní údržby“. Můžete sledovat různé moduly a kanály a včas vyvolat poplach, pokud hrozí, že se něco pokazí. Tato funkce také umožňuje efektivní plánování údržby a kroky pro prediktivní údržbu.

Použití v praxi

Výrobce strojů přešel na CPX AP-I na doporučení od Festo a nyní se doslova na vlastní oči přesvědčil o jeho výhodách. Vzhledem k decentralizovanému provedení je nyní skupina osmi proporcionálních redukčních ventilů rozdělena do dvou skupin po čtyřech. Druhá skupina je umístěna na druhé straně stroje, a tedy mnohem blíže k razicím jednotkám. Ušetřil se montážní čas a materiál, se čtyřmi stroji bylo dosaženo úspory nákladů 5 %. Svému zákazníkovi mohl také nabídnout bleskovou komunikaci pro všechny moduly, které nepoužívají IO-Link. Rychlost komunikace 200 MBaudů a doby cyklu až 250 µs jsou působivé. Protože se pro komunikaci a napájení používají dva samostatné kabely, nabízí v případě potřeby také možnost práce s napěťovými zónami. Nakonec se mu ulevilo, že jeho stávající topologie mohla být zcela zachována. Lze do ní snadno integrovat ventilové terminály bez potřeby dalších síťových modulů nebo Master I/O-Link. Počet komunikačních rozhraní je díky velkému počtu komponentů, které lze na modul CPX AP-I připojit.

Připraveno na budoucnost:

Stroje byly dodány a pracují k naší plné spokojenosti. Ve skutečnosti fungují tak dobře, že výrobce stroje zavedl nový systém Remote I/O jako standard pro všechny nové konstrukce, které bude v budoucnu vyvíjet a vyrábět. Jiné systémy se používají pouze v případě, že to zákazníci výslovně požadují. Nezáleží na tom, zda se jedná o stroje pro automobilový průmysl, balicí stroje nebo stroje pro jiná odvětví. „Našli jsme pro nás dokonalé řešení,“ je konečný verdikt (spokojeného) strojního inženýra.