Vďaka tomuto riešeniu môže výrobca strojov ľahko a modulárne prispôsobiť alebo rozšíriť svoje budúce konštrukcie na základe automatizačnej platformy bez toho, aby musel meniť jej pôvodnú štruktúru. Vďaka modularite možno zvyčajne ušetriť 5 % hardvéru.

CPX-AP-I nedávno integroval výrobca strojov do svojej konštrukcie stroja na konečnú úpravu plastových plechov. Zvyčajne ide o predtvarované, pomerne dlhé a úzke diely, do ktorých sa dierovaním zhotovujú výrezy. Toto sa vykonáva pneumaticky. Keďže nie všetky dosky majú rovnakú hrúbku, niekedy sú vyrobené z rôznych plastov a majú aj rôzny tvar, požadovaný pneumatický tlak sa musí prispôsobiť každému výrobku a každému výrezu. Pôvodne sa na tento účel používali proporcionálne tlakové regulačné ventily, ktoré sa ovládali priamo pomocou PLC.

Od centralizácie k decentralizácii

Zodpovedajúca konštrukcia stroja mala určité nevýhody v súvislosti s centralizovaným riadením pneumatických dierovacích jednotiek. Osem proporcionálnych regulátorov bolo integrovaných priamo do centrálneho ventilového terminálu v rozvodnej skrinke. Štyri dierovacie pohyby sa uskutočnili v relatívne malej vzdialenosti od tohto ventilového terminálu - 3 až 5 metrov - ale ostatné štyri sa uskutočnili na opačnej strane stroja. Pre tieto štyri dierovacie jednotky bolo potrebné z rozvodnej skrine položiť káble a vzduchové hadice s dĺžkou 10 až 12 metrov. Okrem vysokých nákladov na materiál a inštaláciu to znamenalo aj menej presné ovládanie štyroch zadných dierovacích jednotiek a dlhší čas cyklu.

Keď príslušný výrobca strojov dostal objednávku na štyri rovnaké stroje, obrátil sa na spoločnosť Festo ako na svojho technického partnera, aby sa dozvedel o možnostiach, ktoré môžu nové technológie ponúknuť. Rýchlejšie, lepšie, odolnejšie, lacnejšie? Počas diskusií sa nový CPX-AP-I objavil ako možné riešenie decentralizovaného riadenia dierovacích jednotiek a ako spôsob, ako zabezpečiť, aby bol stroj "odolný voči budúcnosti". Výhod však bolo oveľa viac.

Decentralizovaný systém I/O

CPX-AP-IAby sme pochopili tieto výhody, musíme si najprv objasniť, čo vlastne je. Je to nový I/O systém určený na priame pripojenie veľkého počtu vstupno/výstupných modulov a ventilových terminálov v teréne. Systém možno ľahko integrovať do najdôležitejších systémov PLC prostredníctvom najbežnejších zberníc bez toho, aby bolo potrebné vybaviť jednotlivé komponenty uzlom zbernice. Je tiež možné integrovať IO-Link®, ktorý uľahčuje pripojenie akýchkoľvek komponentov I/O-Link a ponúka všetky súvisiace výhody.

Na nasledujúcom obrázku je znázornená štruktúra takéhoto systému.

Ukazuje, že ventilové terminály a I/O-Link mastery možno integrovať priamo do riadiaceho systému vyššej úrovne (PLC) bez ohľadu na použitú sieť priemyselnej automatizácie. To isté platí pre pneumatické a elektrické moduly a podporované sú všetky známe typy zberníc. To znamená, že ventilové terminály už nemusia byť pripojené cez I/O link master, ale môžu byť ovládané priamo cez zbernicu AP, čo vedie k lepšiemu výkonu z hľadiska spoľahlivosti a účinnosti. To umožňuje aj úsporu počtu uzlov zbernice alebo komponentov.

Modulárny dizajn v známom prostredí

CPX AP-I ponúka možnosť modulárnej, a teda ľahko škálovateľnej konštrukcie. Je možné pridávať alebo odstraňovať funkcie, moduly atď. bez toho, aby bolo potrebné meniť existujúcu topológiu. Je možné zmeniť aj systém zbernice - stačí zmeniť uzol zbernice. Výkaz materiálu (BOM) a riadiaca architektúra zostávajú nezmenené. Okrem toho môže konštruktér stroja pokračovať v programovaní vo svojom známom prostredí a nijako ho neruší skutočnosť, že systém I/O pracuje s proprietárnym zbernicovým systémom. V žiadnom prípade nie je obmedzený počtom: až 500 modulov môže byť navzájom prepojených v líniovej, hviezdicovej a stromovej topológii.

Pripravenosť na digitalizáciu vo veku priemyslu 4.0

Okrem jednoduchej integrácie komponentov ponúka CPX AP-I aj možnosť odosielania údajov do cloudu. Je to typická vlastnosť inteligentného priemyslu a plne automatizovaných inteligentných tovární. To znamená, že je možné centrálne zaznamenávať širokú škálu údajov, napr. skraty, udalosti IO-Link®, počet obvodov, kvalitu káblov, teplotu, napätie, prevádzkové hodiny atď. Tieto údaje možno následne analyzovať a využiť ako cenné informácie v rámci optimalizácie, kalkulácie nákladov alebo napríklad "inteligentnej údržby". Vďaka tomu je možné monitorovať rôzne moduly a kanály a včas spustiť alarm, ak hrozí, že sa niečo pokazí. Táto funkcia tiež umožňuje efektívne plánovanie údržby a krokov prediktívnej údržby.

Uplatnenie v praxi

Výrobca strojov prešiel na CPX AP-I na odporúčanie spoločnosti Festo a teraz sa o výhodách presvedčil doslova na vlastné oči. Vzhľadom na decentralizovanú konštrukciu je teraz skupina ôsmich proporcionálnych tlakových regulačných ventilov rozdelená do dvoch skupín po štyroch. Druhá skupina sa nachádza na druhej strane stroja, a teda oveľa bližšie k dierovacím jednotkám. To v konečnom dôsledku ušetrilo toľko času a materiálu na montáž, že pri štyroch strojoch sa dosiahla úspora nákladov 5 %. Svojmu zákazníkovi mohol ponúknuť aj bleskovú komunikáciu pre všetky moduly, ktoré nepoužívajú IO-Link®. Hodnoty 200 MBaud a časy cyklov do 250 µs sú pôsobivé. Keďže sa na komunikáciu a napájanie používajú dva samostatné káble, v prípade potreby ponúka aj možnosť práce s napäťovými zónami. Nakoniec sa mu uľavilo, že jeho existujúca topológia mohla byť úplne zachovaná. Môže ľahko integrovať ventilové terminály bez potreby ďalších uzlov zbernice alebo I/O link masterov. Počet rozhraní je obmedzený aj vďaka veľkému počtu komponentov, ktoré možno pripojiť k Zbernicovému modulu CPX AP-I.

Pripravenosť na budúcnosť

Stroje boli dodané a pracujú k našej úplnej spokojnosti. V skutočnosti fungujú tak dobre, že výrobca strojov zaviedol nový Systém vzdialenýchvst./výst. ako štandard pre všetky nové stroje, ktoré bude v budúcnosti vyvíjať a vyrábať. Iné systémy sa používajú len vtedy, ak zákazníci výslovne požadujú iné špecifikácie. Nezáleží na tom, či ide o stroje pre automobilový priemysel, baliace stroje alebo stroje pre iné odvetvia. Našli sme pre nás dokonalé riešenie," znie konečný verdikt (spokojného) strojného inžiniera.