Ezzel a megoldással a gépgyártó könnyen és modulárisan adaptálhatja vagy bővítheti az automatizálási platformon alapuló jövőbeli konstrukcióit anélkül, hogy az eredeti szerkezetet megváltoztatná. A modularitásnak köszönhetően általában a hardver 5 %-a megtakarítható.

A CPX-AP-I-t nemrégiben egy gépgyártó beépítette egy műanyag lapok feldolgozására szolgáló gép konstrukciójába. Ezek általában előre kialakított, viszonylag hosszú és keskeny alkatrészek, amelyekbe lyukasztással kivágásokat készítenek. Ez pneumatikusan történik. Mivel nem minden lap azonos vastagságú, néha különböző műanyagból készülnek, és a formájuk is eltérő, a szükséges pneumatikus nyomást minden termékhez és kivágáshoz hozzá kell igazítani. Eredetileg erre a célra proporcionális nyomásszabályozó szelepeket használtak, amelyeket közvetlenül a PLC vezérelt.

A centralizálttól a decentralizált felé

A gép megfelelő konstrukciója a pneumatikus lyukasztóegységek központi vezérlésével kapcsolatban bizonyos hátrányokkal járt. Nyolc arányos szabályozót integráltak közvetlenül a vezérlőszekrényben lévő központi szelepszigetbe. Négy lyukasztómozgás ettől a szelepszigettől viszonylag kis távolságban - 3 és 5 méter között - történt, a másik négy azonban a gép túloldalán. A négy lyukasztóegységhez 10 és 12 méter hosszúságú kábeleket és légtömlőket kellett elvezetni a vezérlőszekrényből. A magas anyag- és telepítési költségeken kívül ez a négy hátsó lyukasztóegység kevésbé pontos vezérlését és hosszabb ciklusidőket is jelentett.

Amikor a szóban forgó gépgyártó négy azonos gépre kapott megrendelést, felvette a kapcsolatot a Festo-val, mint műszaki partnerrel, hogy megismerje az új technológiákban rejlő lehetőségeket. Gyorsabb, jobb, tartósabb, olcsóbb? A megbeszélések során az új CPX-AP-I a lyukasztóegységek decentralizált vezérlésének lehetséges megoldásaként és a gép "jövőbiztossá" tételének módjaként merült fel. De még sok más előnye is volt.

Decentralizált I/O rendszer

Ahhoz, hogy megértsük ezeket az előnyöket, először is tisztáznunk kell, hogy mi is valójában a CPX-AP-I. Ez egy új I/O rendszer, amelyet nagyszámú be-/kimeneti modul és szelepsziget közvetlen terepi csatlakoztatására terveztek A rendszer a legelterjedtebb terepibuszokon keresztül könnyen integrálható a legfontosabb PLC-rendszerekbe anélkül, hogy az egyes komponenseket busz csomóponttal kellene felszerelni. Lehetőség van az IO-Link® integrálására is, ami megkönnyíti bármely I/O-Link® komponens csatlakoztatását, és az összes kapcsolódó előnyt biztosítja.

Az alábbi ábra egy ilyen rendszer felépítését ábrázolja.

Ez azt mutatja, hogy a szelepszigetek és az I/O-Link® Masterek közvetlenül integrálhatók a magasabb szintű vezérlőrendszerbe (PLC), függetlenül az alkalmazott ipari automatizálási hálózattól. Ugyanez vonatkozik a pneumatikus és elektromos modulokra, és minden ismert terepibusz típus támogatott. Ez azt jelenti, hogy a szelepszigeteket már nem kell I/O-Link Masteren keresztül csatlakoztatni, hanem közvetlenül az AP buszon keresztül vezérelhetők, ami jobb teljesítményt eredményez a megbízhatóság és a hatékonyság tekintetében. Ez lehetővé teszi a busz csomópontok vagy alkatrészek számának csökkentését is.

Moduláris kialakítás ismerős környezetben

A CPX AP-I moduláris és ezért könnyen méretezhető kialakítás lehetőségét kínálja. Lehetőség van funkciók, modulok stb. hozzáadására vagy eltávolítására anélkül, hogy a meglévő topológiát meg kellene változtatni. A buszrendszer megváltoztatása is lehetséges - ehhez csak a busz csomópontot kell megváltoztatni. Az anyagjegyzék (BOM) és a vezérlési architektúra változatlan marad. Emellett a gépgyártó továbbra is a megszokott környezetében programozhat, és semmilyen módon nem zavarja az a tény, hogy az I/O rendszer egy saját buszrendszerrel működik. A számok tekintetében semmiképpen sem korlátozott: akár 500 modul is csatlakoztatható egymáshoz vonal-, csillag- és fa-topológiában.

Készen állunk a digitalizációra az Ipar 4.0 korában.

A CPX AP-I a komponensek egyszerű integrálása mellett lehetőséget kínál az adatok felhőbe történő feltöltésére is. Ez az intelligens ipar és a teljesen automatizált intelligens gyárak jellemzője. Ez azt jelenti, hogy az adatok széles köre, pl. rövidzárlatok, IO-Link® események, áramkörök száma, kábelminőség, hőmérséklet, feszültség, üzemóra stb. központilag rögzíthető. Ezek az adatok ezután elemezhetőek és értékes információként felhasználhatóak az optimalizálás, a költségszámítás vagy például az "intelligens karbantartás" keretében. Ez lehetővé teszi a különböző modulok és csatornák felügyeletét, és a riasztás időben megtörténhet, ha valami bajjal fenyeget. Ez a funkció lehetővé teszi a karbantartás hatékony tervezését és a megelőző karbantartás lépéseit is.

Gyakorlati alkalmazás

A gépgyártó a Festo ajánlására váltott a CPX AP-I rendszerre, és most már szó szerint a saját szemével látta az előnyöket. A decentralizált kialakítás miatt a nyolc proporcionális nyomásszabályozó szelepből álló csoportot két négyes csoportra osztották. A második csoport a gép másik oldalán helyezkedik el, így sokkal közelebb van a lyukasztóegységekhez. Ezzel végül annyi szerelési időt és anyagot takarítottak meg, hogy négy géppel 5 % költségmegtakarítást értek el. Az IO-Link®-et nem használó modulok esetében is villámgyors kommunikációt tudott kínálni. A 200 MBaud értéke és az akár 250 µs ciklusidők lenyűgözőek. Mivel a kommunikációhoz és a tápellátáshoz két külön kábelt használnak, szükség esetén feszültségzónákkal való munkavégzésre is lehetőség van. Végül megkönnyebbült, hogy a meglévő topológiája teljesen megmaradhatott. Könnyen integrálhatók a szelepszigetek, anélkül, hogy további busz csomópontokra vagy I/O Link Masterekre lenne szükség. Az interfész-modulok száma is korlátozott, köszönhetően a CPX AP-I buszmodulhoz csatlakoztatható komponensek nagy számának.

Készen áll a jövőre

A gépeket már leszállítottuk, és teljes megelégedésünkre működnek. Valójában olyan jól működnek, hogy a gépgyártó az új távoli I/O rendszert a jövőben fejlesztendő és gyártandó összes új gép szabványává tette. Más rendszereket csak akkor használunk, ha az ügyfelek kifejezetten más specifikációkat kérnek. Nem számít, hogy az autóiparban használt gépekről, csomagológépekről vagy más ágazatokban használt gépekről beszélünk. Megtaláltuk a számunkra tökéletes megoldást" - hangzik a (boldog) gépészmérnök végső ítélete.