Decentralizovaná řídicí technologie pro modulární a škálovatelné dopravníkové linky

Mohl byste to rozvést?

Morassi: Vzhledem k velkému množství úkonů - například když se něco montuje, svařuje, pájí, balí, skladuje, dočasně skladuje, přemisťuje nebo přebaluje - je důležité přesně zaznamenat, která krabice nebo sestava se právě nachází na kterém místě. To můžeme velmi dobře zaznamenat pomocí RFID - a to nejen prostřednictvím bran na příjmu a výdeji zboží. Na příslušných stanicích můžeme iniciovat vstupy a výstupy ve vyšším systému. Na rozdíl od čárových kódů je nesmírně důležitou výhodou RFID možnost tag nejen číst, ale také do něj zapisovat. Například při montážních procesech lze snadno zajistit sériová čísla instalovaných dílů a sestav - sledovatelnost je zaručena.

Zmínil jste také téma rychlého uvedení na trh...

Morassi: ...protože to je jedna z výhod decentralizované automatizace. Systém můžeme zavést rychleji, protože decentralizované systémy jsou provozovány a testovány autonomně. Díky tomu je možné rychleji zavést nový systém nebo dokonce systém rozšířit. Zároveň máme také možnost velmi snadno shromažďovat a zpracovávat data. To umožňuje vytvářet přidanou hodnotu - například pro servisní úlohy, v neposlední řadě prostřednictvím analýzy dat v cloudu. 
Zde vstupuje do hry náš automatizační software Turck Automation Suite (TAS). Tento nástroj nám umožňuje snadno začlenit a integrovat všechny komponenty. V ideálním případě je každý prvek dopravníkové linky vybaven jedním z našich I/O modulů - tak, aby bylo možné zaznamenávat data a předávat je do nadřazeného řídicího systému.

Inteligentní I/O moduly mají také řídicí jednotku - jak spolu místní a nadřazené řídicí jednotky spolupracují?

Holger Spies (Project Manager Sales): Instalací jednoho z našich modulů TBEN „na každém metru“ dopravníkové linky umožníme nejen plné ovládání válečkových motorů v daném dopravníkovém modulu, ale můžeme také řešit vše, co lze ovládat lokálně - tj. decentrálně - prostřednictvím integrované řídicí jednotky. Rád bych zdůraznil, že můžeme zpracovávat i úlohy s požadavky na reálný čas. Řídicí jednotka vyšší úrovně pak nemusí provádět žádné detailní úlohy na jednotlivých modulech a pouze diriguje celý systém. Kromě řídicích úloh jednotlivých modulů jsou také shromažďována a předávána data pro prediktivní údržbu.

Dovolte mi, abych to stručně ilustroval na příkladu: Předpokládejme, že ve stanici X má být vysunut balík. Lokálně pak zaznamenáme informace a předáme je prostřednictvím našeho modulu. Jinými slovy, identifikujeme balík a řídíme příslušnou vyhazovací jednotku prostřednictvím decentralizované automatizace lokálně. To platí i v případě, že se jedná o aplikaci v reálném čase. V takovém případě není třeba, aby informace prošly přes centrální řídicí jednotku. To umožňuje například lokální ovládání motorových válců podle příslušné úlohy. Komunikační protokol na bázi CAN nám také umožňuje současně přenášet další data a spouštět specifické profily nebo naopak odečítat hodnoty teploty, proudu a napětí. Cílem je dosáhnout digitální konzistence a odstranit tak omezení obvyklých analogových rozhraní. Digitalizace nám dává možnost zachovat transparentnost o stavu celého systému - až do posledního metru.

Umožňuje to pak sledování stavu?

Spies: Přesně tak! To proto, že nyní můžeme určit potřebný proud rozdělený pro každý jednotlivý válec motoru, čímž se nejen otevírají možnosti dalšího řízení, ale také se vytváří základ pro prediktivní údržbu. Pouze díky této transparentnosti dat mohou výrobci systémů nabídnout svým zákazníkům například možnost vyměnit konkrétní válce motoru s předstihem - například pokud začnou po určitém počtu provozních hodin odebírat vyšší proud.
Souhrnně řečeno, decentralizovaná automatizace nám umožňuje zpracovávat aplikace v reálném čase také lokálně v terénu a nabídnout tak naprostou flexibilitu, od řízení a škálování dopravníkových linek až po řešení pro prediktivní údržbu.

Jaké jsou další vlastnosti použitých inteligentních I/O modulů?

Frederik Nitsche (Product Manager Factory Automation Systems): Naše moduly s krytím IP67 vždy vyrábíme tak, aby byly vhodné do náročných podmínek prostředí - odolnost proti vibracím je důležitá zejména v intralogistice. Kromě toho umožňujeme také napájení motoru 48 V - zní to triviálně, ale efektivně to snižuje proudy na polovinu, což je důležité zejména v rozsáhlých intralogistických systémech. Každý modul Turck může napájet a řídit čtyři válečkové motory - a tím i kompletní dopravníkový modul. 
Jak již bylo zmíněno, z hlediska řídicích úloh se samozřejmě neomezujeme pouze na válečkové motory, ale můžeme plnit i další úlohy. Celkově tak specialisté na intralogistiku získávají jednoduchý a flexibilní decentralizovaný logický systém, který velmi efektivně pracuje na dopravníkových modulech a umožňuje také beztlakovou akumulační dopravu. Jedná se o skvělý způsob automatizace segmentů válečkových dopravníkových systémů.

Jsem závislý na konkrétních výrobcích motorových válců?

Nitsche: V současné době podporujeme motory na bázi CAN od společností MTA, MPC a Interroll. V souladu se základní myšlenkou modularizace do nich začleňujeme jak vlastní logiku, tak digitální připojení válců. Tímto způsobem se nikdo nemusí starat o mapování dat a můžete kdykoli řídit otáčky prostřednictvím sítě Profinet nebo EtherNet/IP nebo naopak odečítat data pro prediktivní údržbu. Na základě našeho I/O modulu TBEN-LL4RM-4DI-4DXP jsme například dále vyvinuli modul pro SSI SCHAEFER, který vytváří „řídicí jednotku dopravníku“. Digitální vstupy a výstupy pro externí spouštěcí signály nebo pohony zde byly dalším požadavkem, kromě 48voltového napájení pro válečkové motory a 24voltového pro konvenční pohony, komunikace CAN k motoru a Profinet k řídicí jednotce. Kromě čtyř konvenčních vstupů/výstupů jsou na modulu k dispozici čtyři porty DXP, které lze použít jako vstupy nebo výstupy.

Spies: Jak již bylo zmíněno, tyto moduly lze použít také k řešení úloh řízení v reálném čase, zejména ve spojení se systémem RFID společnosti Turck - například s naším novým RFID tunelem. V intralogistice se často setkávám s úlohami, jako je kontrola, zda je v krabici skutečně pět tagů - pokud jsou tam jen čtyři, musím být schopen krabici přímo vysunout a vrátit. Rozhodujícím faktorem je vždy dát uživatelům možnost rozhodnout se, zda chtějí tyto typy úloh řešit lokálně v příslušném modulu, nebo centrálně - my umíme obojí. To je obrovská výhoda, zejména pro rozšíření a konverze.

Jak snadné je integrovat tento druh RFID tunelu?

Hendrik Schnabel (Product Manager RFID UHF Systems): Velmi snadné - a především škálovatelně. Náš RFID tunel poskytuje čtecí bod RFID, který lze velmi snadno připojit k dopravníkovému systému. Zdůrazňuji to proto, že implementace tohoto druhu čtecího bodu v prostředí převážně kovové dopravníkové technologie není jednoduchým úkolem. Aby bylo možné dosáhnout reprodukovatelných výsledků čtení, musí být čtecí bod dobře odstíněn a zarovnán s dopravníkovým pásem. To vše je již zahrnuto v našem RFID tunelu, a nabízí tak výhodu, že uživatel může při rozšiřování systému snadno přidávat další tunely - vše je již předmontováno. RFID zde hraje důležitou roli také proto, že s vysokými nároky kladenými na identifikaci v intralogistice se dostáváme na technologickou hranici, kde již běžný čárový kód nestačí.

Již jste zmínil kovové prostředí - bylo nalezeno řešení pro čtení RFID tagů na kovu nebo kapalinách?

Schnabel: To je stále zásadní problém, ale existuje řešení, například v podobě speciálních kovových tagů. Pro tento druh požadavků nabízíme také poradenské služby - protože tyto případy jsou obvykle složité a vyžadují pečlivé zkoumání. V intralogistice se však dnes používají především plastové kontejnery a nosiče, takže čtení tagů není problém.

Autor | Michael Corban je šéfredaktorem odborného časopisu KEM Konstruktion | Automatizace