โซลูชันนี้ช่วยให้บริษัทผู้ผลิตเครื่องจักรสามารถปรับแต่งหรือขยายโครงสร้างในอนาคตได้อย่างง่ายดายและแยกส่วนได้ โดยทำงานบนแพลตฟอร์มอัตโนมัติและไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างเดิม โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างแบบโมดูลาร์นั้นสามารถประหยัดฮาร์ดแวร์ได้ 5%

เมื่อไม่นานมานี้มีบริษัทผู้ผลิตเครื่องจักรนำ CPX-AP-I มารวมเข้ากับโครงสร้างเครื่องสำหรับงานตกแต่งแผ่นพลาสติก ชิ้นส่วนเหล่านี้มักเป็นชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปมาแล้ว มีความยาวและแคบ รวมถึงมักมีช่องเจาะจากการเจาะ โดยที่ช่องเจาะดังกล่าวนั้นเกิดจากลม เนื่องจากแผ่นพลาสติกมีความหนาแตกต่างกัน บางครั้งอาจทำจากพลาสติกต่างชนิดและมีรูปทรงไม่เหมือนกัน แรงดันดันลมจึงต้องปรับให้เหมาะสมกับแต่ละผลิตภัณฑ์และแต่ละช่องเจาะ เดิมทีวาล์วควบคุมแรงดันตามสัดส่วนถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ซึ่งควบคุมโดยตรงโดย PLC

จากรวมศูนย์สู่กระจายศูนย์

การออกแบบเครื่องจักรในลักษณะนี้มีข้อจำกัดบางอย่าง เนื่องจากระบบควบคุมแบบนิวแมติกของเครื่องเจาะนั้นเป็นแบบรวมศูนย์ ตัวควบคุมตามสัดส่วนแปดตัวรวมอยู่กับวาล์วเทอร์มินัลกลางในตู้ควบคุมโดยตรง การเจาะทั้งสี่ครั้งเกิดขึ้นใกล้กับวาล์วเทอร์มินัลเพียง 3 ถึง 5 เมตร แต่สี่จุดที่เหลืออยู่ฝั่งตรงข้ามของเครื่อง ทำให้ต้องเดินสายไฟและท่ออากาศยาว 10 ถึง 12 เมตรจากตู้ควบคุมไปยังเครื่องเจาะ นอกเหนือจากต้นทุนวัสดุและการติดตั้งที่สูงแล้ว ระบบควบคุมเครื่องเจาะด้านหลังทั้งสี่ระบบก็ไม่แม่นยำอีกต่อไป และระยะเวลาในรอบการทำงานก็ยาวนานขึ้นด้วย

เมื่อผู้ผลิตเครื่องจักรได้รับคำสั่งผลิตเครื่องเหมือนกันสี่เครื่อง เขาจะปรึกษา Festo ที่เป็นพันธมิตรด้านเทคนิคเกี่ยวกับเทคโนโลยีใหม่ๆ ว่าจะทำให้เร็วขึ้น ดีกว่า ทนทานขึ้น หรือประหยัดขึ้นได้หรือไม่ จากการหารือ CPX-AP-I ใหม่ก็กลายเป็นตัวเลือกสำหรับระบบควบคุมเครื่องเจาะแบบกระจายศูนย์ และช่วยให้เครื่อง "พร้อมสำหรับอนาคต" แต่สิ่งที่ได้กลับมากลับมีข้อดีมากกว่านั้นอีกหลายประการ

ระบบ I/O แบบกระจายศูนย์

เพื่อทำความเข้าใจข้อดีเหล่านี้ เรามาทำความรู้จักกับ CPX-AP-I กันก่อน ระบบดังกล่าวเป็นระบบ I/O ใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อกับโมดูล I/O และวาล์วเทอร์มินัลต่างๆ ในหน้างานโดยตรง ระบบนี้สามารถรวมเข้ากับ PLC ยอดนิยมผ่านฟิลด์บัสทั่วไปได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องติดตั้ง โหนดฟิลด์บัสให้กับแต่ละอุปกรณ์ นอกจากนี้ยังรองรับ IO-Link® ทำให้สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ IO-Link® ได้อย่างง่ายดาย พร้อมรับประโยชน์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

โครงสร้างของระบบดังกล่าวแสดงไว้ในรูปด้านล่าง

รูปนี้แสดงให้เห็นว่าวาล์วเทอร์มินัลและI/O-Link Master สามารถรวมเข้ากับระบบควบคุมระดับสูง (PLC) ได้โดยตรง โดยไม่เกี่ยวว่าจะใช้เครือข่ายระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมใด อีกทั้งยังรองรับทั้งโมดูลนิวแมติกและไฟฟ้า รวมถึงฟิลด์บัสทุกชนิดอีกด้วย ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อวาล์วเทอร์มินัลผ่าน I/O -Link Master อีกต่อไป แต่สามารถควบคุมได้โดยตรงผ่านบัส AP ส่งผลให้ประสิทธิภาพดีขึ้นในแง่ของความน่าเชื่อถือและประสิทธิผล อีกทั้งยังช่วยลดจำนวนจำนวนโหนดบัสหรือส่วนประกอบอีกด้วย

โครงสร้างแบบโมดูลาร์ในสภาพแวดล้อมที่คุ้นเคย

CPX AP-I มีโครงสร้างแบบโมดูลาร์และปรับขนาดได้ง่าย ทำให้ปรับขยายหรือเพิ่มฟังก์ชันต่างๆ ได้ง่ายโดยไม่ต้องแก้โครงสร้างเดิม คุณสามารถเปลี่ยนระบบบัสได้เช่นกัน เพียงเปลี่ยนโหนดบัสเท่านั้น รายการวัสดุ (BOM) และสถาปัตยกรรมการควบคุมยังคงไม่เปลี่ยนแปลง บริษัทผู้ผลิตเครื่องจักรยังสามารถตั้งโปรแกรมในสภาพแวดล้อมที่คุ้นเคยโดยไม่ถูกรบกวนจากระบบ I/O และระบบบัสที่เป็นกรรมสิทธิ์ได้อีกด้วย สามารถเชื่อมต่อโมดูลได้สูงสุดถึง 500 โมดูล ทั้งในรูปแบบเรียงเป็นเส้น ดาว หรือแบบต้นไม้

พร้อมสำหรับการแปลงเป็นดิจิทัลในยุคอุตสาหกรรม 4.0

นอกเหนือจาก CPX AP-I จะรวมส่วนประกอบต่างๆ เข้ากับระบบได้ง่ายแล้ว ยังสามารถส่งข้อมูลขึ้นคลาวด์ได้อีกด้วย ปัจจัยดังกล่าวเป็นคุณลักษณะทั่วไปของอุตสาหกรรมอัจฉริยะและโรงงานอัจฉริยะที่ควบคุมด้วยระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ซึ่งหมายความว่าสามารถบันทึกข้อมูลต่างๆ มากมาย เช่น ไฟฟ้าลัดวงจร, เหตุการณ์ IO-Link®, จำนวนวงจร, คุณภาพสายไฟ, อุณหภูมิ, แรงดันไฟฟ้า, ชั่วโมงการทำงาน ฯลฯ ไว้ในศูนย์กลางได้ จากนั้นคุณจะสามารถวิเคราะห์และแปลงข้อมูลเหล่านี้เป็นข้อมูลเชิงลึกเพื่อช่วยในการเพิ่มประสิทธิภาพ คำนวณต้นทุน หรือทำ "การบำรุงรักษาอัจฉริยะ" ได้ วิธีนี้ช่วยให้ติดตามโมดูลและช่องสัญญาณต่างๆ รวมถึงแจ้งเตือนก่อนเกิดปัญหาได้ นอกจากนี้ วิธีดังกล่าวยังช่วยให้สามารถวางแผนการบำรุงรักษาและขั้นตอนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย

การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ

ผู้ผลิตเครื่องจักรเปลี่ยนมาใช้ CPX AP-I ตามคำแนะนำของ Festo และตอนนี้ได้เห็นข้อดีด้วยตาตัวเองแล้ว เนื่องจากโครงสร้างแบบกระจายศูนย์ กลุ่มวาล์วควบคุมแรงดันตามสัดส่วนจำนวน 8 ตัวจึงถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม กลุ่มละ 4 ตัว โดยกลุ่มที่สองตั้งอยู่ฝั่งตรงข้ามของเครื่อง ทำให้อยู่ใกล้กับเครื่องเจาะมากขึ้น ผลลัพธ์คือประหยัดเวลาและวัสดุในการติดตั้งอย่างมาก จนสามารถลดต้นทุนได้ 5% สำหรับเครื่องจักรทั้งสี่เครื่อง นอกจากนี้ยังมีระบบสื่อสารที่รวดเร็วทันใจสำหรับลูกค้าและโมดูลที่ไม่ได้ใช้ IO-Link® อีกด้วย ค่าอยู่ที่ 200 MBaud และเวลาในรอบสูงสุดถึง 250 µs ซึ่งถือว่าน่าประทับใจ เนื่องจากใช้สายไฟแยกกันสองเส้นสำหรับการสื่อสารและแหล่งจ่ายไฟ จึงทำให้สามารถทำงานกับโซนแรงดันไฟฟ้าได้หากจำเป็น สุดท้ายผู้ผลิตยังสามารถคงโครงสร้างเดิมได้ทั้งหมด รวมทั้งรวมเทอร์มินัลวาล์วได้โดยไม่ต้องใช้โหนดบัสหรือ IO-Link Master เพิ่มเติม จำนวนโมดูลอินเทอร์เฟซก็จำกัดน้อยลงเนื่องจากโมดูลบัส CPX AP-I รองรับการเชื่อมต่อส่วนประกอบจำนวนมาก

พร้อมสำหรับอนาคต

เครื่องจักรทั้งหมดถูกส่งมอบและทำงานได้อย่างน่าพอใจ ในความเป็นจริงแล้ว ระบบเหล่านี้ทำงานได้ดีมากจนผู้ผลิตเครื่องจักรได้ยกให้ระบบ Remote I/O ใหม่เป็นมาตรฐานสำหรับเครื่องจักรใหม่ทั้งหมดที่จะพัฒนาและสร้างในอนาคต ระบบอื่นจะถูกนำมาใช้ก็ต่อเมื่อลูกค้าแจ้งขอสเปกที่แตกต่างออกไปเท่านั้น ไม่ว่าจะเป็นเครื่องจักรสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์ หรือเครื่องจักรสำหรับอุตสาหกรรมอื่นๆ บริษัทผู้ผลิตเครื่องจักรพึงพอใจและสรุปไว้ว่า "นี่แหละโซลูชันที่เราตามหา"