Průmyslová automatizace procesů a technologií je základním kamenem každé větší výrobní společnosti. Od autorů dodávaných řešení tyto firmy očekávají produkty, založené na využití nejmodernějších trendů tohoto oboru. Jejich rozměr přitom sahá od malých jednoúčelových řídicích automatů až po rozsáhlé technologie s řízením postaveným na technologické síti automatů. Alex M. Videmannová
Neoddělitelnou součást průmyslové automatizace tvoří řídicí systémy. Jejich funkcionalitu lze uplatnit v různých odvětvích průmyslu. Ve většině případů jde o složité aplikace, které jsou „ušité“ na míru konkrétní zakázce. U všech se však vyžaduje jako nejvyšší priorita maximální spolehlivost. Řídicí procesy se osvědčují i ve sklářském průmyslu, zejména při výrobních podnikových procedurách. Na vysoce specializovaném trhu strojů pro zpracování skla je stále větší poptávka po automatizovaných řešeních. Trend není určován snahou dosáhnout co největší rychlosti, ale spíše snahou o co největší přesnost strojů. Je velmi důležité zajistit jak přesné rozměry, tak i kvalitu zpracování produktů, a optimalizovat jejich dosažení pro každou jednotlivou tabuli skla. Tato potřeba vychází z toho, že velikost výrobních dávek se zmenšuje a vyrábí se mnoho variant na míru, podle zadání zákazníka. Automatizované řešení na úrovni Pod názvem „Titan“ společnost Bottero Group, sídlící v italském Cuneo, vyvinula a dodává řadu plně automatických linek pro zpracování skla, schopných oboustranně brousit hrany skleněných tabulí. Stroj se skládá z velkého rámu, který umožňuje běžným způsobem zpracovávat tabule různých velikostí a tvarů bez nutnosti jakékoliv modifikace. Hlavním cílem vývoje bylo vytvořit co nejjednodušší, plně automatický pohonný systém bez negativního vlivu na efektivitu celého stroje. Ke spolupráci přední dodavatel strojů na řezání a broušení skla nakonec přizval německou firmu Kollmorgen, specialistu na integrované automatizace a pohonů s potřebným příslušenstvím. Společné konstruktérské úsilí přivedlo na svět řešení založené na tom, že jeden servozesilovač AKD ovládá vždy dva servomotory, jež však nepracují v simultánním režimu. „Podniky sklářského průmyslu musí být schopné správně reagovat na poptávky zákazníků,“ říká Andreas Dürrstein, vedoucí prodeje firmy Bottero v Německu. Dané zařízení, které pochází z portfolia německého výrobce, může plnit velké množství různých úloh. Řešení v sobě totiž kombinuje, jak zdůrazňuje italský dodavatel, kvalitu akčních členů s pokročilými funkcemi pro řízení pohonů a sekvenční řízení. Celý systém ovládá řídicí jednotka s integrovanými funkcemi PLC a řízení pohonů. V dodávaných linkách tato jednotka plní dvě základní úlohy: ustavení skleněné tabule a pohon brusných kotoučů. Zařízení je navíc použito pro řízení pohonného systému s dalšími devíti servozesilovači stejné řady. Díky rychlým regulačním smyčkám a výkonné řídicí jednotce je podle řešitelů automatizační platforma Kollmorgen vhodná pro dosažení co největšího rozsahu a zlepšení efektivity. Využití inteligentních servozesilovačů AKD s integrovanými funkcemi pro řízení polohy a pohybu omezují na polovinu počet servozesilovačů, které jsou pro funkcí pohonů brousicí linky třeba. Vyvinuté řešení tak vede k výraznému poklesu nákladů na technické vybavení linky a instalaci pohonů. Jeden servozesilovač pro dvě funkce V linkách řady Titan jsou tabule skla dopravovány čtyřmi ozubenými řemeny: jedním párem horních řemenů a jedním párem spodních řemenů. Každý řemen má svůj vlastní servozesilovač se synchronizovanými osami. Inovované servozesilovače používají ve zpětné vazbě roz- Brousicí stroje „Titan“ užívají automatický pohonný systém těžící z inteligentních jednotek k řízení pohonů AKD PDMM Pohony Kollmorgen umožňují přesné ustavení skleněných tabulí a pohon brusných kotoučů Integrovaný průmyslový počítač IPC: volně programovatelná řídicí jednotka pohonů AKD PDMM prosinec 2014 37 Tém a: Automatizace a robotizace hraní Hiperface. Jakmile je ustavení skleněné tabule dokončeno, začne servozesilovač plnit funkci jednoduchého regulátoru rychlosti pro třífázové motory pohánějící brusné kotouče. Úlohy dalších šesti servozesilovačů AKD jsou strukturované podobným způsobem, aby bylo možné šestnáct řídicích operací distribuovat do poloviny servozesilovačů. Indukční motory jsou vybaveny inkrementálními snímači a mohou pracovat v režimu skalárního řízení U/f nebo v režimu s otevřenou zpětnou vazbou (open loop). Toto poněkud neobvyklé řešení bylo výsledkem intenzivního vývoje, během kterého se zjistilo, že u linek „Titan“ nikdy nepracují všechny motory současně. To dalo vzniknout myšlence připojit vždy dva motory na jeden servozesilovač AKD. Po technické stránce se o to postarala dvě oddělená rozhraní X9 a X10 zvoleného zařízení, což umožňuje na servozesilovač připojit dvě zpětné vazby, využívané různými funkčními bloky dvou pohonných aplikací. Ošetření provozních dat Jakmile je úloha hotova, přenášejí se odpovídající parametry motorů v reálném čase prostřednictvím sběrnice EtherCAT do centrální řídicí jednotky. Servozesilovače podporují komunikaci prostřednictvím I/O. V navržené konfiguraci mají řídicí jednotky pohonů 75 digitálních vstupů, 22 digitálních výstupů a 10 analogových vstupů nebo výstupů. Díky tomu ušetřila firma Bottero až 30 % decentralizovaných systémů I/O, a tak omezila náklady na technické vybavení i jeho instalaci, stejně jako místo ve skříni rozváděče. Komunikace s řídicí jednotkou na vyšší úrovni řízení, vybavenou operátorským panelem s dotykovou obrazovkou, je realizována prostřednictvím protokolu Modbus TCP. Úroveň automatizace stoupá Stroje řady Titan od firmy Bottero jsou navržené tak, aby splňovaly požadavky na hromadnou výrobu ve velkých i středních podnicích. Tyto linky jsou konkrétním příkladem rostoucí úrovně automatizace ve sklářském průmyslu, zaměřeném na smíšenou výrobu, a to tak, aby v rámci jedné objednávky mohl zákazník dostat skleněné tabule různých velikostí a tloušťek. V budoucnu bude realizována také automatická detekce tabulí v brousicích strojích. Informace o tom, jaké výrobní kroky mají být na tabuli vykonány, mohou být získávány například pomocí čárových kódů. „Na vysoce konkurenčním mezinárodním trhu, jemuž dominují produkty s průměrnými vlastnostmi, nabízí soustředění se na speciální produkty s možností úprav podle požadavků zákazníka jedinečnou příležitost získat stabilní postavení na trhu,“ uzavírá Andreas Dürrstein.