KONEČNĚ JEDNOTNÁ KOMUNIKACE V PRŮMYSLU
Jako jeden z prvních výrobců uvádí společnost B&R na trh řadu výrobků pro komunikaci pomocí otevřeného protokolu OPC UA pracujícího v reálném čase. Paleta výrobků zahrnuje řídicí jednotky, sběrnicové moduly, průmyslové PC a TSN switch.
Konečně je pryč doba, kdy výrobci strojů museli nabízet jeden stroj v několika variantách s různými řídicími a sběrnicovými systémy. Z velkého množství rozhraní zůstává nyní jedno jediné. A to díky normalizované síti s protokolem OPC UA over TSN (Time Sensitive Network). Toto rozhraní umožňuje předávání dat mezi účastníky sítě a tím významně zjednodušuje vývoj a provoz strojů a zařízení.
Nová je nyní například řídicí jednotka X20 s komunikační technologií OPC UA over TSN. Tato generace řídicích jednotek může být v odpovídajících sítích použita jako Master pro PLC úroveň. Navíc nabízí značně vyšší výpočetní výkon než dosavadní generace X20 při stejně kompaktní konstrukci. Řídicí jednotky jsou vybaveny rychlými procesory Intel Apollo Lake I a umožňují doby cyklu až 100 μs.
Společnost B&R nyní navíc rozšiřuje portfolio o ethernetový switch. S tímto TSN switchem jsou možné doby cyklu menší než 50 μs. Switch nabízí čtyři porty TSN se schopností pracovat v reálném čase a jeden standardní ethernetový port pro připojení například zobrazovacího zařízení. Navíc rozšiřuje možnosti topologie Daisy Chain o hvězdicové, stromové a prstencové struktury. Pro dosažení vzdálených rozváděčových skříní nebo realizaci větších rozvětvených sítí pracujících v reálném čase mohou být switche zapojeny do kaskády. Účastníci i bez TSN se mohou prostřednictvím tohoto switche rovněž připojit na síť. Modulární koncepce strojů jsou nyní rychleji a jednodušeji realizovatelné.
Konfigurace zařízení OPC UA over TSN a konfigurace sítě, jakož i přidělování oprávnění k přístupu, jsou integrovány do vývojového prostředí společnosti B&R Automation Studio. Díky tomu za prvé proběhne konfigurace automaticky a za druhé se náklady na aplikace pro modulární stroje díky předpřipraveným softwarovým modulům udržují na nízké úrovni. Zařízení různých výrobců, například pohon a řídicí jednotku, lze nyní vzájemně spojovat bez dodatečných nákladů. Vývojář nemusí programovat žádný kód, nýbrž pouze nastaví parametry.
PRO PROVOZ V DRSNÉM PROSTŘEDÍ
Společnost B&R nyní rozšířila svou nabídku produktů pro mobilní automatizaci o PC s procesorem Intel-Core-i se stupněm krytí IP69K, který je navržen speciálně pro provoz v nepříznivých podmínkách.
Se svou výkonností se optimálně hodí pro chytré stroje, které spolu vzájemně komunikují a posílají data do cloudu. Procesor je v širokém rozsahu škálovatelný: od procesoru Celeron s frekvencí 2,2 GHz až po Core i7 s frekvencí 2,8 GHz. Nabízí až 16 GB RAM a paměť Flash 48 GByte a je vybaven modulem TPM. Toto PC podporuje standardní operační systémy Windows 10, IoT Enterprise a Linux a může být použito jako Edge kontroler. Společnost B&R nabízí pro komunikaci mezi stroji a ke cloudu běžné protokoly OPC UA a MQTT. Mobilní PC je přitom odolné vůči vibracím, otřesům, soli, UV záření a oleji a navzdory kompletně uzavřenému rozváděči se obejde bez ventilátoru. Je bezúdržbové a má speciálně vyvinutý teplotní management, může se tudíž používat při teplotě povrchu od −40 °C do +85 °C. Vedle širokého rozsahu standardních napětí od 9 V do 32 V disponuje toto PC také integrovanou ochranou proti výpadku zátěže Load-Dump. Prostřednictvím dvou interních zásuvných pozic může být modulárně rozšířeno dodatečnými komunikačními rozhraními.
ROSTE ZÁJEM O SERVOPOHONY
Téměř 60 % strojírenských firem očekává v příštích letech zvýšený zájem o servopohony. Vyplývá to z některých vědeckých studií. Například v roce 2003 pouze 12 % výrobců strojního zařízení použilo 500 servopohonů, ale dnes jich je již 25 %. Při používání sběrnicových systémů se stal nejpoužívanějším protokolem Profinet, který v tomto ohledu vystřídal protokol Profibus. V budoucnu počítá s používáním protokolu Profibus již jen 16 % výrobců. Poptávka po novějších technologiích platformy Průmysl 4.0, jako jsou Predictive Maintenance (prediktivní údržba) a Condition Monitoring (monitorování stavu), bude ve strojírenství stále narůstat.
Nejznámějším výrobcem servopohonů je nadále firma Siemens s 85 %. V posledních letech se však zvýšilo povědomí o společnost SEW-Eurodrive, a to z 32 % na 57 %. Navíc se na tomto trhu stále více etablují další výrobci řídicích jednotek jako Beckhoff a B&R. Nepřekvapuje tedy, že mezitím každý druhý zákazník uvádí jako důvod ke koupi výhodu nákupu „vše od jednoho výrobce“, zatímco v roce 2003 to nebyl ani každý třetí.
Významná zdokonalení spočívají na tomto trhu v integraci stále většího počtu bezpečnostních funkcí v servopohonu a ve větším nasazení protokolů na ethernetové bázi, které jsou také bezpečnější.
POHONY V HLAVNÍ ROLI
Pohony jsou rozhodujícími komponenty v průmyslové výrobě. Ve spojení se senzory a softwarem umožňují digitalizaci výrobního procesu a tím i transparentnost pracovních postupů.
Aby byly elektrické pohony použitelné na platformě Průmysl 4.0, musí být navrženy jako digitální. Co tedy konkrétně znamená ‚Pohon 4.0‘? V průběhu digitální transformace prochází pohon různými pracovišti v procesu vytváření hodnot a také svým životním cyklem: od plánování a vyrobení přes integraci do strojů až k uvedení do provozu a konečnému využívání ve výrobním procesu. Jednotná příprava dat nezávislá na výrobci hraje v této souvislosti klíčovou roli.
K vytvoření jednotné struktury dat se sémantikou Průmyslu 4.0 byl vybrán klasifikační systém založený na mezinárodních normách. V něm je již definováno mnoho charakteristik různých oblastí techniky pohonů. Tím vznikající standardizovaná data jsou potom také základnou pro vytváření informačních modelů, například pro OPC UA.
Byly přitom vybrány funkce, které mají pro výrobce strojů a provozovatele zařízení zvláštní význam a často již jsou v pohonech integrovány – i když v provedení specifickém pro výrobce. Za funkce Průmyslu 4.0 je možno pokládat například normalizované rozhraní pro načtení chybové paměti, automatické nastavení k nekomplikovanému uvádění do provozu, funkce osciloskopu k záznamu signálů v reálném čase nebo také management energie k vyžádání relevantních údajů o spotřebě.
Podstatná výhoda spočívá v tom, že výrobce stroje a provozovatel strojního zařízení nepotřebují pro každý pohon každého výrobce vlastní nástroj. Jinými slovy: normalizovaná rozhraní poskytují třetím stranám nabízejícím software možnost uvést na trh specializované nástroje. Získaná data mohou být díky jednotné formě sestavována z různých zdrojů (pohony a jiné strojní funkce) a společně vyhodnocována. To otvírá nové možnosti analyzovat a optimalizovat stroj v jeho celistvosti.
Zkrátka a dobře: jen s Pohony 4.0 funguje také Průmysl 4.0.
