כונן חכם בעידן של Industry 4.0
עם הצמיחה המהירה של יישומי Industry 4.0, יצרני המכונות נמצאים בלחץ להשתמש בפחות אנשים כדי לספק זמני פיתוח קצרים יותר למכונות מתקדמות. הצורך לספק את המידע הדרוש לקבלת החלטות תפעוליות עם נתונים בזמן אמת הולך וגובר. מילת המפתח המשויכת לתעשייה 4.0 היא קישוריות (חיבורים בין כל המשתתפים בתהליך הייצור), גם במפעלים שעדיין לא יישמו את התעשייה 4.0. חשוב שרכיבים או מערכות יהיו תואמים לפחות לדרישות של תעשייה 4.0 ושהם יוכלו להתחבר ולתקשר עם רשתות פנימיות וחיצוניות.
למרות שקל ליישם עם רכיבים חדשים, זה לא ריאלי להחליף את כל המערכות הקיימות כדי להבטיח תאימות. זה הוביל לפיתוח של מגוון מכשירים המספקים לפחות חיבור בסיסי למערכת Industrial 4.0 מבלי להשפיע על לוגיקה האוטומציה. פיתוח הכונן מאפשר ליצרנים להגדיר פונקציות שונות באמצעות טכנולוגיה מובנית המייתרת את הצורך ב-PLC חיצוניים, המשקפת את השינויים שנעשו בכוננים מהדור הקודם המציעים פונקציונליות מוגבלת.
אין צורך ב-PLC חיצוני
מערכות הנעה מודרניות היו אינטליגנטיות מספיק כדי לבצע תזוזה ובקרת מהירות. היישום של תכונות אלה הוא פשוט כמו צפייה במייל דרך טלפון נייד. ציפייה נוספת שמביאה תעשיית 4.0 היא שמערכת הכונן יכולה ללכוד נתונים על פונקציונליות וביצועי המכונה, ואז להגדיר את הנתונים ולהציג אותם לעולם החיצון.
יצרני כוננים מתקדמים יכולים להגדיר מגוון תכונות באמצעות טכנולוגיה מובנית המייתרת את הצורך בבקרי לוגיקה (PLC) חיצוניים. לדוגמה, כונני הסרוו העדכניים כוללים את מערכת ההפעלה של הבקר המתוכנת 61131-3 של הנציבות האלקטרוטכנית הבינלאומית (IEC). זה משקף את השינויים שנעשו בדור הקודם של מנהלי התקנים שסיפקו פונקציונליות מוגבלת.
לוקח קצת זמן להבין את ההשלכות של ההתקדמות הללו בכונן, אבל לכוננים החכמים של היום יש את היכולת לפתור אתגרי שליטה בזמן אמת, שהם היבט מרכזי של Industry 4.0. ה-PLC מוסר והגישה הישירה לכונן מבטלת מרווחי זמן וממטבת את זמן המחזור ועקביות המוצר.
שמור על סנכרון
גם אם מערכת הנעה מכילה כלי מסוים לפתרון בעיות או בלוק פונקציות, היא עדיין עומדת בפני האתגר של סנכרון תנועות מרובות במכונה אחת. במקרה שבו מערכת האוטובוסים שבה נעשה שימוש אינה ודאית, הפתרון שניתן להשתמש בו הוא לאפשר לכוננים לתקשר ללא צורך לחזור למערכת הבקרה המרכזית. זה המקום שבו מערכת האוטובוסים הדטרמיניסטית כגון SERCOS III היא עצמאית. מערכת דטרמיניסטית אינה תנאי הכרחי ליישום של תעשיה 4.0. הכונן יכול לאחסן נתונים בזמן אמת ולשלוח אותם למערכת במעלה הזרם בצורה לא דטרמיניסטית.
כעת, כשקיימים מגוון כלים מתקדמים בכונן, חשוב לבחור בכלי המתאים. המטרה צריכה להיות לאפשר למתכנתים של בוני מכונות ללא ניסיון ספציפי לגשת לתכונות הללו ולהשתמש בהן. מומלץ להשתמש בלוקי פונקציות PLC שנבדקו ונבדקו שניתן להשתמש בהם עם PLC תחת תקן IEC 61131-3 ואף ניתן לשלב אותם עם תכנות לוגיקה סולם.
יש כעת מגוון רחב של בלוקי פונקציות זמינים שניתן לבחור עבור כל יישום. מה שהם יכולים לעשות זה מאיסוף מידע על מיקום על המסוע, בקרת מכונת סלילה ועד בקרת רישום בלולאה סגורה, ואפילו יצירת מסלולי תנועה שלמים עבור חותכי צולב ואוטמים צולבים.
צור HMI
ממשק מכונה אנושית (HMI) הוא מרכיב מפתח נוסף בתעשייה 4.0. בעבר, יצירת ממשקים עבור מכונות ומפעילים דרשה התערבות של מערכת PLC ואוטובוס מרכזית לשליחת מידע קריטי על הגדרות מכונות ומשתנים לכונן. מידע אבחון ומצב מכונה מיובאים מחדש ל-PLC לפני הצגתו ב-HMI.
בעוד שמערכות אוטובוסים מודרניות יכולות לעשות זאת, זה עשוי לדרוש עבודת תכנות רבה ויכול להיות מיותר כאשר מערכת הכונן מכילה את כל המידע הנדרש. כדי לפתור בעיה זו, מערכות כונן רבות מכילות את כל הכלים הדרושים ליצירת HMI. במקרים מסוימים, ייתכן שלא יהיה צורך ב-PLC המרכזי מכיוון שהכונן יכול להשתמש במגוון שלם של כניסות ויציאות, שהיו מחוברים בעבר ל-PLC.
גורם המפתח שיש לשלוט בו הוא הזמן הנדרש להגדרה וניפוי באגים של המכונה. כוננים חכמים מציעים כעת מספר כלים המפחיתים את זמן האתחול באמצעות תנועת ציר אופטימלית וסנכרון תהליכים.
כלי ההפעלה המהירה הללו נועדו להזיז את הכונן בשלבים המוקדמים של הפעלת המכונה, גם כאשר תוכנת בקרת המכונה טרם הותקנה במערכת. התוצאה היא בדיקה מהירה וקלה של הביצועים המכניים של המכונה תוך שימוש רק בכלי IT בסיסיים כגון טלפונים ניידים או טאבלטים.
עוזר לתחזק
מערכות הנעה חכמות יכולות להשתתף באסטרטגיות תחזוקה פרואקטיביות שכן הן מסופקות עם סט שלם של כלים מרכזיים שיכולים לבצע פונקציות תחזוקה חיזויות קריטיות, ולמזער מאמץ תכנות נוסף. ניתן להגדיר תוכנה זו למעקב רציף אחר מצב ביצועי המכונה ומצב התהליך בזמן אמת. זה כולל ניתוח צורות גל על ידי ניתוח שינויי טמפרטורה, כמו גם בדיקת תגובות גב, חיכוך מוגבר או עומס תהליכים.
אם מתרחש מצב תקלה, נוצר קוד ונשלח ל-HMI. אם אתה מוצא בעיה קריטית המחייבת את המכונה להפסיק לפעול, תוכל לקבל החלטות בתוך הכונן כדי למזער את הסיכון לאובדן ייצור ולנזק למכונה.
Industry 4.0 מספק כוח עיבוד משופר ופונקציונליות משופרת עבור כוננים חכמים. זה מביא יותר הזדמנויות לחברות ייצור לייעל את התכנות, הייצור והתחזוקה. מכיוון שבמקרים רבים דרישות ה-PLC מצטמצמות או אפילו אינן נחוצות יותר, ניתן ליצור מכונות מתקדמות יותר בפחות זמן.
