White paper: tökéletes kapcsolatok az ipari automatizálásban · 2 White paper: Seamless connectivit in industrial automation Copright 218, esto A Co. A koncepció áttekintése

Az ipari automatizálás változása új kihívásokat jelent, új megoldásokat és koncepciókat igényel. A digitalizáció találkozik a globalizációval, a rugalmasság a szabványosítással, a fejlesztési és gyártási idők egyre rövidebbek lesznek. Gyakorlati tapasztalatait alapul véve a Festo bemutatja néhány lehetséges megoldását az ipari automatizálás új kihívásaira.

Ez a White Paper az alábbiakról tájékoztatja Önt:• Változások az ipari automatizálás terén – mi a status quo és

hogyan alakul a jövő gyártása?• Tökéletes kapcsolatok – több, mint az egyes komponensek

kapcsolódási pontjai• Hardver- és szoftvermegoldások – hogyan segítenek lerövidíteni a

time-to-market-et és teszik Önt gyorsabbá és rugalmasabbá?

White paper: tökéletes kapcsolatok az ipari automatizálásban

2

© Copyright 2018, Festo AG & Co. KGWhite paper: Seamless connectivity in industrial automation

A koncepció áttekintése

Mi a tökéletes kapcsolatok (Connectivity) lényege?

A tökéletes kapcsolatok az ipari automatizálás valamennyi kapcsolódási pontjának átfogó szemléletét és tökéletes összjátékát jelentik. Ugyanakkor lényeges, hogy a mechanikai és elektromos, valamint az automatizálási platform intelligens interfészeit optimálisan össze kell hangolni egymással a teljes mérnöki folyamat során. Ezeket le kell írni és az ügyfelek számára könnyen és gyorsan használhatóvá kell tenni. Ezért a Festo az automatizálási architektúrát a mechanikától kezdve a motorokon és szervohajtásokon keresztül a vezérlésig (Motion Control) és még tovább, a modern felhő-megoldásokig veszi figyelembe az ipar számára.

Mi az előnye a tökéletes kapcsolatoknak az ipari automatizálásban?

A tökéletes kapcsolatok gyorsabbá és egyszerűbbé teszik a mérnöki folyamatokat, biztonságot teremtenek a kezdetektől fogva és csökkentik a költség- illetve időráfordítást. Ugyanakkor az automatizálási koncepciók egyre rugalmasabbá és hatékonyabbá válnak.1, A tökéletesen összehangolt mechanikai és elektromos kapcsolatok lehetővé teszik a rugalmas alkalmazkodást az alkalmazás követelményeihez, ugyanakkor lehetőséget nyújtanak a szabványosításhoz.2, Az intelligens kapcsolatok lehetővé teszik a rugalmas és moduláris vezérlési koncepciókat és a szervohajtások közvetlen csatlakoztatását számos különböző vezérléshez.3, Az előbbiekkel összhangban egy egységes szoftverplatform garantálja a tökéletes és megbízható adatokat a fejlesztési és gyártási folyamat során, az értelmezéstől és koncepciótól kezdve a kivitelezésen és programozáson át az üzembe helyezésig.

Tökéletes kapcsolatok – ipari automatizálás a munkadarabtól kezdve a felhőig a hardverek és szoftverek által

3


Ipari automatizálás változóban – változások és kihívások

Networking az Ipar 4.0-val

Nem titok, hogy az új technológiák rohamosan megváltoztatják a termelési világot. Egy új ipari forradalmat tapasztalhatunk, amelyet dinamikus trendek és digitális lehetőségek visznek előre. Új lehetőségek kínálkoznak mind a gépgyártók, mind a gép- és berendezés-üzemeltetők számára.

A 4. ipari forradalom számos mai elképzelésen túlmegy vagy már túl is ment: újra definiálják az üzleti modelleket, a partneri kapcsolatokat, az ügyfélinterfészeket, az értékláncokat és a klasszikus automatizálási piramist is.

Ugyanakkor az Ipar 4.0 a hálózatba kapcsolt, adaptív termelésre épít moduláris struktúrákkal és hierarchiákkal, valamint intelligens termékekre a „beágyazott funkciókkal” (kiber-fizikai rendszerek). Következésképpen az ismert automatizálási piramisnak megfelelő, központi vezérléssel rendelkező klasszikus gépi architektúrák, egyre inkább változóképes automatizálási alrendszerekké változnak. Ezek szorosan és decentralizáltan össze vannak kapcsolva, közvetlenül kommunikálnak egymással és adatokat cserélnek. A gyártási folyamat nagyobb rugalmassága mellett nagyobb változatosság is kialakul a gépkoncepcióban, különösen a globalizáció megnövekedett igényei számára.

A komponensek egyre nagyobb mértékű hálózatba kapcsolása nagyfokú kompatibilitást és integrálódási képességet igényel az összes rendszer-résztvevő között. Egyrészt az akadálytalan adatcsere lehetővé teszi a folyamatos működést, másrészt viszont a rendszer összes komponensét alkalmazás-specifikusan kell összehangolni és egymáshoz illeszteni.

A tökéletes és digitálisan összekapcsolt automatizálási technológia, beleértve a komponensekben decentralizált módon elosztott intelligenciát, valós idejű termelési és állapot-adatokat generál, lehetővé teszi egy digitális iker virtuális üzembe helyezését és a kommunikációt a beszállítótól egészen a végfelhasz-nálóig a nyílt kommunikációs szabványok révén.

Hálózatba kapcsolás OPC-UA-val: További feldolgozás „on premise” vagy a felhőben

4


Egymással összekapcsolva és a rendszerben együttműködve

Egy terület, amely rohamosan fejlődik és a felhasználók számára nagyobb hatékonyságot kínál, az úgynevezett connectivity (kapcsolatok). A connectivity kifejezés egy komponens vagy alrendszer fölérendelt struktúrába történő kvázi ideális integrációs képességét, valamint a rendszer komponenseinek, ill. résztvevőinek optimális összehangolását írja le.

Ha a kapcsolatokat átfogóan nézzük, beleértve az összes automatizálási összetevőt és minden résztvevőt, akkor figyelembe kell venni a kommunikációs és a vezérlési (intelligens), a mechanikai, valamint az elektromos interfészeket is. A teljes kép így a munkadarabtól a felhőig terjedő egészet jelenti a hardvereket és szoftvereket is ideértve.

Nemcsak az Ipar 4.0, hanem a klasszikus automatizálási megoldások tekintetében sem alakultak ki eddig egységes szabványok minden szinten, ezért ezek általában ún. sziget-megoldások, amelyek részfeladatokat oldanak meg, de nem teszik lehetővé az átfogó szemléletet. Különösen akkor nem, ha különböző automatizálási területeket foglalnak magukban, például ha a lineáris mechanikát és a szervo hajtástechnológiát különböző vezérlési koncepciókkal kell egyszerűen kombinálni.

Ez széles teret nyit a hatékonyság növelésében és hatalmas lehetőségeket kínál a gépek és berendezések fejlesztésének folyamatában, de magukban a termékekben és alrendszerekben is – egészen az ipari alkalmazások üzembe helyezéséig.

A rendkívül rugalmas és tökéletesen megtervezett,

hálózatba kapcsolt gyártóberen-dezések gazdaságos just-in-time gyártást jelentenek akár 1 db-os gyártási darabszám esetén is. Ezen felül a gépek nagyobb rendelke-zésre állását és a folyamat nagyobb rugalmasságát, valamint a gépek jobb kihasználtságát és gyorsabb illesztését jelentik a gyártási hálózatban.

Folyamatosan hálózatba kapcsolt és rugalmas szerelősorok 10 és 10 000 darab közötti gyártási darabszámokhoz

5


Tökéletes kapcsolatok az automatizálási technológiában

Mi az a connectivity?

Alapvetően az egyes résztvevők közötti csatlakozási és kapcsolódási lehetőségeket, tehát az interfészeket jelenti. Ipari alkalmazásokra, gépekre és automatizálási koncepciókra alkalmazva az egyes összetevők együttműködését, egymás közötti és a rendszerben történő összekapcsolhatóságát jelenti.

Ahhoz, hogy tökéletes kapcsolatokról beszéljünk, minden komponenshez figyelembe kell venni a mechanikus, az elektromos és az intelligens interfészeket egyaránt. Ez nem csak a hardverre vonatkozik, hanem arra a szoftverre is, amelyben a különböző interfészek le vannak képezve.

Ha egy gépet nézünk, akkor minden automatizálási részegységnek saját interfészei vannak, amelyek másokkal összejátszanak. A megfelelő kialakítás, kombináció és az egyes komponensek együttműködése révén - kiegészítve a megfelelő szoftverrel - olyan koncepciók és alkalmazások jönnek létre, amelyek tetszőlegesen összetett feladatokat oldanak meg.

A tökéletes kapcsolatok célja, hogy a különböző interfészeket lehetőleg egyszerűbbé és könnyen kezelhetővé tegye, használatuk biztonságosabb és mindenekelőtt gyorsabb legyen. Mindezt a teljes folyamat mentén, az első koncepciófázistól kezdve a kivitelezésen keresztül az üzembe helyezésig. Ezzel ugyan nem csökkenthető a gép komplexitása, de egyszerűbbé és biztonságosabbá teszi a használatot és gyorsabbá válik a tervezés, a gépépítés és az üzembe helyezés. A gépgyártó és a végfelhasználó így jobban koncentrálhat a tényleges feladataira.

Napjaink jellegzetes automatizálási architektúráinak áttekintése

A bizonyára leggyakrabban használt automatizálási hierarchia a gépekben és gyártóberendezésben a klasszikus automatizálási piramis szerint alakul. Az egyes szintekhez megfelelő termékek, ill. automatizálási komponensek vannak hozzárendelve. Így minden szinten, minden egyes alkatrészcsoport vonatkozásában a felhasználónak, ill. a gépgyártónak kell figyelembe vennie az egyes interfészeket és kell tudni összekapcsolni azokat a lehető legegyszerűbb módon.

Az automatizálási piramisra vonatkozó részletek a következő oldalakon találhatók.

A kapcsolatokat az automatizálási technológiában átfogóan kell szemlélni és a tökéletes megoldá-sokhoz minden – mechanikus, elektromos és intelligens – interfésznek mindig tökéletesen együtt kell működnie. Ez vonatko-zik a hardverre és a szoftverre, a konkrét gyártásra és a digitális ikrekre a teljes folyamat során – a tervezéstől a kivitelezésen keresztül az üzembe helyezésig.

6


Beavatkozó elemek szintjeTeljesen „lent” találhatók az elektromechanikus automatizálási komponensek, többnyire lineáris mechanizmusok, megfogók és egyszerű forgatóművek. Ezek a gép munkaterébe vannak beszerelve és többnyire közvetlenül érintkeznek a munkadarabbal, a termékkel. Ennek mozgatása és elhelyezése a felhasználó segítségével, a gyártási folyamatnak megfelelően történik. Az egyes elektromechanikus tengelyek mellett részben bonyolult mechanizmusokkal bíró handling rendszerek (derékszögű többtengelyes rendszerek) is megtalálhatók.

A kihívás a tervező számára az, hogy úgy tervezze meg az elektromechanikát, hogy megfeleljen az alkalmazás követelményeinek a dinamika, terhelés vagy pontosság tekintetében és (biztonsági) tartalékokat nyújtson. Ugyanakkor nem kell túlméretezni, de mégis tartósnak kell lennie.

A tervezőnek ehhez többek között az alábbiakra van szüksége:• Elektronikus tervezési eszközök, vagy adatlapok táblázatokkal és diagramokkal a

részegységek tervezéséhez/kiszámításához és kiválasztásához• Az összes komponens és handling rendszer CAD modellje a gépbe történő

integráláshoz; ez a konkrét termékekre és a digitális ikrekre vonatkozik• Kézikönyvek, adatlapok, szerelési útmutatók stb.• Alkalmazási- és mozgási adatok a szimulációhoz, ill. számításhoz.

Terepi szintEzen a szinten találhatók a szervovezérlők. Ezek szabályozzák a hozzájuk tartozó motor dinamikáját, pozícióját, erejét, és csatlakoznak elektromosan a vezérléstechnikához és egy terepibusz-rendszeren keresztül a mozgásvezérlőhöz. A vezérlőrendszer szoftverében a szervovezérlő az eszközleíráson keresztül kapcsolódik a terepi buszrendszerhez. Magának a szabályozónak az irányítása kommunikációs protokollokon vagy a vezérlőrendszer funkciómoduljain keresztül történik.

A szoftvermérnökök és a programozók számára fontos, hogy a tisztán elektromos gépprogramozás mellett a mechanikai követelményeket is figyelembe vegyék. Csak akkor működtethető hatékonyan egy alkalmazás, ha a mechanizmus dinamikus lehetőségei a motorok és a szervohajtások lehetőségeivel megfelelően össze vannak hangolva.

A programozónak ehhez többek között az alábbiakra van szüksége:• Szoftver a szervohajtások paraméterezéséhez• Programozó eszközök a vezérlőprogramhoz (Motion Control)• Eszközök a szervovezérlő integrálására a vezérlőrendszerbe• A csatlakoztatott mechanika dinamikájára és kinematikai

viselkedésére vonatkozó adatok• Elektromos kapcsolási rajzok (E-CAD) a kiválasztott

komponensek használatával

A komponensek szintekre bonthatók, de az összjáték-

ban mindennek illeszkednie kell. A mozgások automatizálására szolgáló mechanizmusnak illeszkednie kell a szervo hajtás-rendszer konfigurációjához. Ezt az elektromechanikus hajtásrend-szert optimálisan kell integrálni a vezérlési környezetbe. Ebben döntő szerepet játszanak a tervezési, konfigurálási és üzembe helyezési szoftvereszközök.

7


Vezérlési szintA vezérlési szint tartalmazza a gép, ill. berendezés vagy egy modul, ill. cella vezérlő komponenseit. Két alapvető architektúra forma létezik: centralizált vagy decentralizált. Az első azt jelenti, hogy a berendezés minden résztvevőjének teljes vezérlése egy vezérlővel történik, míg a második az egyes berendezésrészek cella- vagy modulvezérlését, valamint az egyes automatizálási modulok hatékony előfeldolgozását jelenti.

Itt felmerülő kihívás például az adott alkalmazási eset ideális architektúrájának megtalálása. A végfelhasználók különböző vezérlőgyártók iránti igénye, vagy a kedvenc gyártókban és terepibusz protokollokban lévő regionális különbségek is azon kérdés elé állítják a szoftvermérnököket és programozókat, hogy hogyan lehet standardizálva megtervezni a gépeket és mennyi vezérlés-specifikus tudás szükséges. Figyelembe kell venni, hogy minden vezérlőrendszerhez gyártóspecifikus programokra van szükség. Ez érvényes a különböző programozási nyelvekre, terepibusz protokollokra, illetve a funkciómodulokra egyaránt.

A szoftvermérnököknek és programozóknak ehhez többek között az alábbiakra van szüksége vezérlőgyártóként:• Programozási eszközök a vezérlőprogramhoz• Terepibusz-protokollok és gyártóspecifikus funkciómodulok• Adatok integrálása a gyártási cellába vagy a (gyári) irányítási szintbe

Klasszikus automatizálási piramis a különböző hierarchia szintekkel

Vezérlési szint

Terepi szint

Beavatkozó elemek szintje

8


Status quo

Az elektromechanikus hajtáscsomagA mechanikától a vezérlésig szinte átláthatatlan számú termék, komponens és megoldás létezik a különböző gyártóktól, saját interfészekkel, hardver megoldásokkal, programozási nyelvekkel, szoftverrendszerekkel, kommunikációs protokollokkal stb. Ez azt eredményezi, hogy a gépgyártók állandóan azzal vannak elfoglalva, hogy ezeket kombinálják és integrálják a gépben.

A feladat ezáltal mindig ugyanaz: Hogyan kombinálható egyszerűen a mechanikus tengely, a szervomotor és a szervovezérlő, hogy ideálisan illeszkedjenek egymáshoz? És hogyan integrálható ez az elektromechanikus hajtáscsomag egyszerűen és gyorsan a vezérlésbe?

Hajtásrendszerek integrálása a vezérlésbeA hajtásrendszerek (szervovezérlő és szervomotor) integrálása a különböző vezérlésekbe nagy kihívást jelent a gépgyártók számára. A tervezéshez, paraméterezéshez és programozáshoz használt szoftvermegoldások és eszközök a különböző gyártóknál általában nagyon eltérnek, az adatok nem konzisztensek és nem cserélhetők ki.

A mai technológiák alapján legalább a különböző gyártók egyes szervovezérlőit egy automatizálási rendszerben lehet kombinálni, ahol segítenek az olyan szabványok, mint az EtherCAT, ProfiNet, vagy az Ethernet/IP.

Mindezek ellenére gyakran nagyon körülményes a résztvevők közötti kapcsolat/kommunikáció megvalósítása, hogy a szükséges adatokat megfelelően tudják továbbítani. A tesztelésre és az üzembe helyezésre vonatkozó ráfordításokat általában nem lehet előre megbecsülni a komplexitás miatt. Ez olyan kockázatot jelent ráfordítás, idő és költségek tekintetében, amelyet nem szabad alábecsülni.

9


Különböző kihívások a speciális és a sorozatban gyártott gépek gyártói számára

A sorozatban készülő gépek gyártói másra fektetik a hangsúlyt, mint a speciális gépek gyártói. A nagy sorozatgyártók sokkal inkább szabványosítják hajtásmegoldásaikat, ellentétben a speciális gépek gyártóival, akiknek ki kell elégíteni az ügyfelek egyedi kívánságait és igényeit.

Miért érdemes szabványosítani?Minél pontosabban illeszkednek a hajtásrendszerek az alkalmazáshoz, annál hatékonyabb lesz a gép. Mivel a sorozatgépekben optimálisan összehangolt és ideálisan összekapcsolt komponensek ismétlődnek, a teljes sorozat profitál. Ez az oka annak, hogy a sorozatgyártók sok időt és energiát fordítanak a tervezésre és integrálásra, így tudják, hogyan kell az elektromos hajtásrendszereket tökéletesre tervezni, szabványosítani, a vezérlésbe integrálni, majd később mindezt üzembe helyezni. A követelmény az, hogy a gépeken lévő hardverek és szoftverek illeszkedjenek és az interfészek optimálisan össze legyenek hangolva – méghozzá függetlenül az egyes szállítóktól: a hajtásrendszerek és a vezérlés szállítóitól.

Miért érdemes individualizálni?A rugalmasság a speciális gépek gyártóinak a kihívása, mert az ügyfelek gyakran már előre meghatározzák a vezérlési koncepciót. Minden gépet mindig újra és egyedileg kell konfigurálni, tervezni és üzembe helyezni, az ügyfelek architektúrájának megfelelően. Ez gyakran megváltoztatja az alkalmazott automatizálási hardvert és a vezérlési koncepciót. A tiszta hardveren túl újra kell definiálni és kezelni kell az interfészeket, valamint szoftvereszközöket kell használni. Ezt egyrészt gyorsan és egyszerűen, másrészt megbízhatóan, az új eszközök lehető leggyorsabb bevezetésével kell elvégezniük.

A sorozatgépek és a speciális gépek gyártói különböző

követelményeket támasztanak az automatizálási platformokkal és azok kapcsolataival szemben. A sorozatgyártók sokkal intenzívebben szabványosítják hajtásmegoldásaikat, míg a speciális gépek gyártóinak nagyon rugalmas megoldásokra van szükségük ahhoz, hogy külön reagálni tudjanak az ügyfelek kívánságaira és igényeire.

Egyedi elektromechanikai hajtásmegoldás az elektronikai gyártásban

10


Hardveres és szoftveres Festo megoldások

A fejlesztések gyorsabbá, rugalmasabbá és egyszerűbbé tétele, a piacra jutási idő lerövidítése

A Festo már évekkel ezelőtt elkezdett foglalkozni az ipari mozgások automatizálását szolgáló kapcsolatok témájával teljes dimenziójában, a munkadarabtól kezdve a vezérlésig és tovább a felhőig, azaz a mechanikus alkatrészektől a szervohajtásokon keresztül az okos vezérlésig. Ezeket kiegészítik az ipari automatizálásra vonatkozó modern felhőmegoldások, amit Ipar 4.0 néven is ismerhetünk.

Saját gyártásunkban – pl. a scharnhauseni technológiai gyárban – magunk is megtapasztaltuk, hogy miben rejlenek a nehézségek és a kihívások. Rájöttünk, hogy milyen összetettek tudnak lenni a feladatok és a megoldások és megtanultuk egyre jobban kezelni ezt a komplexitást. Mindig tudatában voltunk annak, hogy ügyfeleink jelentősen profitálnak ezekből a tapasztalatokból. Célunk a kezdetektől fogva az volt, hogy olyan megoldásokat dolgozzunk ki és kínáljunk ügyfeleinknek, amelyek támogatják őket abban, hogy a lényegre koncentrálhassanak.

A Festo kényelmes megoldásai mindenek előtt egy dolgot biztosítanak: időigényes és költséges munkát takarítanak meg a gépek tervezése, konfigurálása és üzembe helyezése során.

A modern gépek folyamatosan rövidülő életciklusa egyre több gyártót kényszerít a moduláris mechatronikai kialakítás felé. Ez vonatkozik mind a hardverre, mind a szoftverre. Pontosan itt jön a képbe a tökéletes kapcsolatok igénye, amely nagy hardver és szoftver ráfordítás nélkül biztonságosan egyesít komponenseket és megoldás-csomagokat egy teljes rendszerré.

Korszerű automatizálási technológia a scharnhauseni technológiai gyárban

Integrált, kompatibilis hardver- és szoftvermegoldások egy gyártótól

Automatizálási platformunk fejlesztése során a kezdetektől fogva nagy jelentőséget tulajdonítottunk a tökéletes kapcsolatoknak. A mechanika, a hajtásrendszer motorral és szabályozóval, valamint a vezérlők és a szoftvermodulok egy egységként lettek kifejlesztve – ez egyaránt vonatkozik a mechanikus, valamint az elektromos és az intelligens interfészekre. A számos vezérlőgyártóval való kompatibilitás a legfontosabb dolgok között szerepelt. Ez által nyílnak új lehetőségek és alakíthatók ki rugalmas, hatékony és egyedi gyártóberendezések. Mindegy, hogy sorozatban gyártott vagy speciális gép, új konstrukció vagy változat.

Összehangolt és méretezhető moduláris rendszerünk, amely minden szinten tartalmazza a szükséges automatizálási komponenseket, számos gépi és vezérlési koncepciót tesz lehetővé, amelyek nemcsak költségeket és időt takarítanak meg, hanem rugalmasságot és individualitást is biztosítanak.

11


• Mechanikai sokféleségMinden alkalmazás különböző mechanikus – lineáris vagy forgó – mozgásokat igényel. A Festo moduláris mechanikus rendszere minden szokásos mozgásmechanizmust a munkadarabhoz, egymáshoz és a motorhoz összehangolt interfészekkel kínál.− Elektromos hengerek dugattyúrúddal− Dugattyúrúd nélküli mechanizmusok különböző hajtással (orsós és fogasszíjas)− Konzolos tengelyek és szánegységek− Megogók, valamint forgó és fordító modulok

• A mechanika és a hajtásrendszer optimális konfigurációja A mozgások automatizálása alapvetően nem túl bonyolult. A megoldás helyes méretezése, hatékony és takarékos megtervezése azonban jelentős know-how-t igényel az elektromechanikus összefüggések, valamint a szervohajtások vezérlés-technikai lehetőségei tekintetében. Csak egy olyan szoftver révén tervezhető meg optimálisan a megoldás és csökkenthetők a biztonsági tényezők, amely minden – az alkalmazás, valamint a termékre és rendszerre vonatkozó – paramétert ismer és szakértői know-how-val összeköt. A fejlesztői kompetencia révén mind a mechanikában, mind a szervohajtásban a Festo szinte teljes mértékben ismeri a szükséges paramétereket és olyan szoftvereszközöket fejlesztett ki, amelyek megfelelnek ennek a követelménynek.− PositioningDrives egy tengelyhez− Handling Guide Online komplett 3D handling megoldásokhoz

Handling Guide Online: 3 lépésben 20 perc alatt a megfelelő 3D-s handling rendszerhez, beleértve a CAD modellt is, az alkalmazás kinematikai és dinamikus követelményeinek megfelelően.

Standard handling rendszerek egyszerű és gyors konfigurálása a Handling Guide Online-nal

12


• Az elektromechanikus hajtásrendszer egyszerű, gyors üzembe helyezése Ha az összes csatlakoztatott komponens és azok paraméterei ismertek, gyorsan és egyszerűen elvégezhető az üzembe helyezés – ideális esetben mindig ugyanazzal a szoftverrel az összes automatizálási komponensre vonatkozóan. A Festo üzembe helyező szoftverével telepítésre kerülnek a komponensek megfelelő plug-in kiegészítői, amelyek drag- and-drop módon húzhatók össze. Csak így helyezhetők üzembe és integrálhatók a teljes rendszerbe elektromechanikus hajtásmegoldások rövid idő alatt kényelmesen. Emellett a koncepcióhoz kapcsolódó termékváltoztatások is nagy ráfordítás nélkül gyorsan és biztonságosan végrehajthatók.− Festo Automation Suite

• A gép megbízhatóságának és kihasználtságának javítása Optimálisan összehangolt és ideálisan – mechanikusan és elektromosan – összekapcsolt komponensek gondoskodnak a gép megbízható működéséről. A gép megbízhatósága egyrészt hatékonyabb gépkihasználtságot, másrészt jobb gyártási és termékminőséget eredményez.További eszközök és új koncepciók növelik a gép megbízhatóságát:− Condition monitoring− Predictive maintenance

Szervohajtások integrációja

A szervovezérlők integrálása egy vezérlésbe olykor kihívást jelentő feladat.

Ha mindkettő ugyanattól a gyártótól származik, akkor általában nem bonyolult a dolog. Ehhez általában vannak megfelelő szoftvereszközök és támogató dokumentációk. A két résztvevő ismeri egymást, automatikus adatcsere történik, mindketten ugyanazt a nyelvet beszélik és a funkciómodulok egyértelműen le vannak írva.

Más a helyzet, ha az A gyártó szervohajtását a B gyártó vezérlésébe kell integrálni. Ez az eset állhat fenn, ha a szabványosított alrendszereket, az elektromechanikus szervohajtás-rendszereket vagy a gépmodulokat az ügyfél igényeihez kell igazítani és vezérlőgyártókat kell cserélni. Vagy ha a gépet a világ egy másik régiójában értékesítették és egy másik vezérlőgyártó van előírva. Ebben az esetben hirtelen bonyolulttá és körülményessé válhat a dolog, ami általában sok időbe kerül és azt jelenti, hogy újra kell kezdeni a programozást.

Ekkor a szoftvermérnök vagy programozó új kihívásokkal szembesül. A változó szoftver- és hardverplatformon kívül gyakran találkozik más terepi buszrendszerekkel, szoftvermodulokkal és adatprotokollokkal. Ez azt jelenti, hogy több „nyelvet” kell ismerniük és meg kell érteniük, hogy hogyan viselkednek az egyes komponensek egymással és hogyan működtethetők. Egy ilyen elektromechanikus hajtásrendszer zökkenőmentesen működéséig, általában sok idő eltelik – és gyakran még a gépi folyamatokat is programozni kell. Ugyanez vonatkozik az üzembe helyezésre, és ha ehhez még hozzájön a közeledő szállítási határidő okozta sürgetés, akkor a technikai nehézségek nem tervezett késedelemhez vezethetnek.

Festo Automation Suite: az üzembe helyezési asszisztens segítségével az elektromechanikus hajtásrendszer 5 lépésben beüzemelhető, a szervohajtás integrálása a CPX-E vezérlőprogramjába pedig csupán 2 kattintással integrálható.

A szervovezérlők és szervomotorok gyártóktól független integrációja a vezérlés-be gyorsan és egyszerűen megoldható az okos szoftvertá-mogatással történő összekap-csolás révén.

13


A Festo szervovezérlőinek és -motorjainak legújabb generációja, valamint a Festo Automation Suite intuitív üzembe helyezési szoftver jelentősen megkönnyíti és meggyorsítja ezt az integrációt. Ezek tökéletesen integrálhatók az összes szokásos Ethernet alapú vezérlésbe, ráadásul a felhasználó észre sem veszi, hogy különböző hardvergyártókról van szó. A Festo szervovezérlő paraméterezése és viselkedése pontosan úgy történik, mintha a vezérlésgyártó szervohajtása lenne. A szervomotor automatikusan továbbítja adatait elektronikus adattáblán keresztül a szervovezérlőhöz és ezáltal a szoftvernek. Mindez biztonságot teremt és megakadályozza a hibákat, jelentősen lerövidíti a rendszer konfigurálását és üzembe helyezését – különösen a hozzátartozó elektromechanikával kapcsolatban.

Szervohajtás-rendszer CMMT-AS vezérlővel és EMMT-AS motorral közvetlenül az Ethernet alapú vezérlési megoldásokba integrálva

14


Szoftver a teljes elektromechanikus hajtáscsomag üzembe helyezéséhez

A szervo hajtásrendszer és a hozzá kapcsolódó mechanika üzembe helyezése a mérnöki folyamat egyik utolsó, de valószínűleg a legfontosabb lépése, amelynek gyorsan, egyszerűen, és biztonságosan kell történnie, minden féle probléma nélkül.

A mérnöki folyamat a mechanika, a tengely vagy egy 3D handling rendszer konfigurálásával kezdődik, amikor a legtöbb esetben a tervező meghatározza a megfelelő szervo hajtásrendszert is. Az elektromechanikus hajtásrendszer konfigurációja minden releváns adatot magában foglal, mint például a tengelyek, motorok és szervovezérlők típusait és méreteit, adott esetben a szükséges hajtóművet és még sok mást. Sok esetben olyan tervező szoftvert használnak, amely néhány kattintással helyettesíti az időigényes, többnyire biztonsági tényezőkkel terhelt kézi számításokat. Az ebben a fázisban kiválasztott komponensek adataira, jellemző értékeire és paramétereire később ismét szükség lesz pl. a programozásnál és az üzembe helyezésnél.

A programozók a gépek programozását általában hetekkel vagy akár hónapokkal a tervezési fázis után hajtják végre. Feladatuk a felhasználói program előkészítése és a (szervo) hajtások paraméterezése. Ha a tervezési adatok a konfigurációból konzisztensen rendelkezésre állnak, az jelentősen megkönnyíti a programozást és az üzembe helyezést, így gyorssá és biztonságossá teszi azt. Ehhez a vezérlő paraméterek és a szervomotor funkciói automatikusan átvehetők a tervezési adatokból; a frissítések ellenőrzése és adott esetben a legújabb firmware letöltése automatikusan történik.

A korábban független szoftvereszközök egyetlen platformra történő konszolidálásával az adatok és paraméterek konzisztens és felhasználóbarát módon alkalmazhatók – a folyamat gyorsabbá, egyszerűbbé és biztonságosabbá válik. Az univerzális szoftverplatformot a teljes mérnöki folyamat mentén a tökéletes kapcsolatok jellemzik „a mechanikától a felhőig”. Ennek megfelelően különböző személyek különböző időpontokban használhatják, az egységes megjelenés és a következetes kezelés pedig egyszerűbbé teszi a használatát.

A PC-alapú Festo Automation Suite szoftver egyesíti a paraméterezést, a programozást és a karbantartást egy programban és lehetővé teszi a teljes hajtás-csomag üzembe helyezését a mechanikától a vezérlésig.

Festo Kft.1037 Budapest,Csillaghegyi út 32-34www.festo.hu/ea

Festo Automation Suite: az elektromechanikus hajtásrendszer üzembe helyezése 5 lépésben

Documents

White paper: tökéletes kapcsolatok az ipari automatizálásban · 2 White paper: Seamless connectivit in industrial automation Copright 218, esto A Co. A koncepció áttekintése