リモートI/Oによるデジタル化の簡易性

このソリューションにより、機械メーカーは元の構造を変更することなく、オートメーションプラットフォームに基づいて、将来のデザインを容易にモジュール化し、適応または拡張することができます。モジュール式のおかげで、通常はハードウェアの5パーセントを節約することができます。

CPX-AP-Iは最近、ある機械メーカーがプラスチックシートを仕上げる機械のデザインに取り入れた。これらは通常、あらかじめ成形された比較的細長い部品で、パンチングによって切り込みが入れられます。これは空気圧で行われます。すべてのプレートが同じ厚さではなく、異なるプラスチックでできていることもあり、また形状も異なるため、必要な空気圧は各製品と各切り出しに適合させる必要があります。もともとこの目的にはPLCによって直接制御される比例圧力制御弁が使用されていた。

集中から分散まで

対応する機械のデザインには空気圧パンチングユニットの集中制御に関するいくつかの欠点がありました。 8台の比例制御装置が制御盤の中央バルブターミナルに直接統合されました。このバルブターミナルから3～5mという比較的短い距離で4回のパンチング動作が行われたが、他の4回はマシンの反対側で行われました。 これら4台のパンチングユニットの制御盤からは長さ10～12mのケーブルとエアホースを敷設しなければならなかった。 高い材料費と設置コストのほかに、これは4つの後部パンチユニットの正確な制御ができず、サイクルタイムが長くなることも意味していました。

機械メーカーが同じ機械を4台受注したとき、彼は新しい技術がもたらす可能性を知るために技術パートナーとしてFestoにコンタクトしました。より速く、より良く、より耐久性があり、より安い？話し合いの中で、新しいCPX-AP-Iはパンチングユニットを分散制御するための可能なソリューションとして、また機械を"将来も使える"ようにする方法として浮上しました。 しかし、それ以外にも多くの利点がありました。

分散型I/Oシステム

これらの利点を理解するためにはまずCPX-AP-Iが実際に何であるかを明確にする必要があります。多数のI/Oモジュールとバルブターミナルを現場で直接接続するために設計された新しいI/Oシステムです。システムは個々のコンポーネントにバスノードを装備することなく、最も一般的なFielsbusを介して最も重要なPLCシステムに簡単に統合できます。 IO-Linkを統合することも可能で、IO-Linkコンポーネントの接続を容易にし、関連するすべての利点を提供します。

下の図はそのようなシステムの構造を示しています。

バルブターミナルとI/O-Linkマスタは使用する産業オートメーションネットワークに関係なく、上位の制御システム(PLC)に直接統合できることを示しています。空気圧機器と電気モジュールも同様で、すべてのFielsbusに対応しています。これはバルブターミナルがIO-Linkマスタを介して接続される必要がなくなり、APバス経由で直接制御できるようになったことを意味します。これにより、バスノードやコンポーネントの数を節約することもできます。

使い慣れた環境でのモジュラー設計

CPX AP-I はモジュール式で、拡張性に優れています。 既存のトポロジーを変更することなく、機能性やモジュールなどの追加や削除が可能だ。 バスシステムを変更することも可能で、必要なのはバスノードを変更することだけだ。部品表(BOM)と制御アーキテクチャに変更はありません。さらに、機械メーカーは使い慣れた環境でプログラミングを続けることができ、I/Oシステムが独自のバスシステムで動作していることに邪魔されることもありません。最大500のモジュールをライン、スター、ツリーのトポロジーで互いに接続できます。

Industry 4.0時代のデジタル化への参入

コンポーネントのシンプルな統合に加え、CPX AP-I はデータをクラウドにアップロードするオプションも提供しています。これはスマート産業や完全に自動化されたスマート工場の典型的な特徴です。つまり、短絡、IO-Link® イベント、回路数、ケーブル品質、温度、電圧、稼働時間など、さまざまなデータを一元的に記録することができます。このデータは分析され、最適化、コスト計算、あるいは"インテリジェントメンテナンス"などの貴重な情報として利用されます。これにより、さまざまなモジュールやチャンネルを監視し、何か問題が発生しそうになったら、すぐにアラームを発することができます。この機能により、効率的なサービス計画や予知保全のステップも可能になります。

実践への応用

この機械メーカーはFestoの推薦でCPXAP-Iに切り替え、文字通りその効果を自分の目で確認しました。分散化された設計により、8個の比例圧力制御弁は4個ずつ2つのグループに分けられました。第2グループは機械の反対側に位置するため、パンチングユニットにかなり近い。この結果、設置にかかる時間と材料が大幅に節約され、4台の機械で5 %のコスト削減が達成されました。彼はまた、IO-Link®を使用しないすべてのモジュールに対して、顧客に光速通信を提供することができました。 200 MBaudの値と250 µsまでのサイクルタイムは印象的だ。通信と給電に2本のケーブルが使用されるため、必要に応じて電圧ゾーンを設定することもできます。結局、彼は既存のトポロジーを完全に維持できたことに安堵しました。バスノードやIO-Linkマスタを追加することなく、バルブターミナルを簡単に統合できます。 CPX AP-Iバスモジュールに接続できるコンポーネントの数が多いため、インタフェースモジュールの数も制限されます。

未来への準備

現在、マシンは納品され、完全に満足して稼働しています。実際、ソーイングは非常にうまくいっており、この機械メーカーは今後開発製造するすべての新しい機械の標準をこの新しいリモートI/Oシステムにしました。他のシステムは顧客が他の仕様を明確に要求した場合にのみ使用されます。自動車産業用の機械、包装機械、その他の分野の機械など、ローラーは関係ない。私たちにとって完璧な解決策を見つけることができました。