Plug-and-Produce jest kluczem do inteligentnej fabryki przyszłości - część 2

Andreas Dreher

W części 1 tej serii opisałem, w jaki sposób globalna konkurencja i IIoT zmieniają model automatyki przemysłowej. W nowym modelu większość funkcji sterujących występuje na poziomie podstawowym. Jest to ogromna zmiana, która wymaga nowych rodzajów urządzeń na tym poziomie.

Nowe urządzenia będą "plug-and-produce", czyli są po prostu połączone, włączone i voila! - działają. Wiele z nich zawiera również programowalne funkcje sterowania logicznego. Te elastyczne, modułowe urządzenia na poziomie pola ułatwią szybkie zmiany w produkcji, tym samym wprowadzając produkty na rynek szybciej i taniej. Jest to kluczowa zdolność Inteligentnej Fabryki Przyszłości.

Co urządzenia plug-and-produce oznaczają dla kontroli i infrastruktury komunikacyjnej jutra? Pogłęb swoją wiedzę z zakresu IIoT czytając dalej, a dowiesz się więcej o nowej generacji urządzeń na poziomie pola.

Jakie są inicjalne typy urządzeń Plug-and-Produce na poziomie podstawowym?

Dzisiaj szafy sterownicze zawierają komponenty do głównych funkcji systemów automatyki:

·    Dystrybucja mocy

·    Bezpieczeństwo elektryczne

·    Dyskretna kontrola

·    Przemysłowy networking

W przyszłości wiele z tych funkcji zostanie przeniesionych na niższy poziom. Przestrzeń gabinetowa zostanie odzyskana i oddana do użytku w przypadku dodatkowych linii produkcyjnych lub fabryk, które będą mniejsze i bardziej wydajne. Aby to osiągnąć, powyższe funkcje muszą być obsługiwane przez interoperacyjne urządzenia plug-and-produce takie jak:

·    Aktywne moduły I/O

·    Koncentratory I/O

·    DCU

·    Przełączniki Ethernet

·    Złącza

·    Kable

Ponieważ urządzenia migrują z szaf sterowniczych do hali produkcyjnej, ich wersje na poziomie podstawowym muszą być ulepszane przemysłowo, z poziomami ochrony od IP65 do IP69K. Dodatkowo muszą zawierać programowalne możliwości logiczne lub współpracować z urządzeniami, które je mają.

Kolaboracyjne kompaktowe urządzenia będą współpracować, aby zapewnić efektywne, modułowe, dyskretne systemy sterowania automatyką. Ponieważ infrastruktura plug-and-produce jest nadal udoskonalana, dodatkowe elementy, takie jak dystrybucja zasilania, zasilanie i bramki chmurowe, to kolejne praktyczne ulepszenia.

Charakterystyka początkowych urządzeń plug-and-produce na poziomie podstawowym

Produkty używane do budowy systemów plug-and-produce na poziomie podstawowym obejmują:

1. Aktywne moduły I/O

Aktywne moduły I/O bezpośrednio łączą się z czujnikami i urządzeniami wykonawczymi oraz przesyłają dane do i z PLC poprzez przemysłową sieć Ethernet. Najnowsze generacje aktywnych modułów I/O zapewniają:

·    Obsługa wielu protokołów, takich jak PROFINET i EtherNet/IP

·    Zarówno cyfrowe I/O, jak i porty IO-Link

Te funkcje zwiększają elastyczność i funkcjonalność modułów, zmniejszając liczbę potrzebnych elementów magazynowych.

2. Koncentratory I/O

Koncentratory I/O są urządzeniami IO-Link, które poszerzają instalacje maszynowe poprzez podłączenie wielu cyfrowych I/O na port IO-Link. Z zastosowaniami automatyki, komunikacja IO-Link punkt-do-punktu może być używana do przesyłania danych oraz zasilania na odległość do 20 metrów.

3. Rozproszone jednostki sterowania

Nowe jednostki DCU typu "plug-and-produce" łączą pola modułów I/O i funkcje PLC w jednym urządzeniu, aby znacznie obniżyć koszty i uprościć instalację. Przetwarzają dane i stają się częścią CPS, autonomicznie wymieniając informacje z innymi urządzeniami; wyzwalając działania i kontrolując się nawzajem.

Nowe DCU mogą być obsługiwane jako niezależne sterowniki lub we współpracy z centralnym sterownikiem PLC. W drugim przypadku DCU zarówno zmniejsza obciążenie pracą w PLC, jak i ogranicza komunikację z magistralą.

4. Przełączniki Ethernet

Zapotrzebowanie na przełączniki Ethernet w terenie rośnie wraz z liczbą urządzeń Ethernet. W związku z tym wzrostem, łączenie łańcuchowe uaktywnione przez zintegrowany dwu-portowy przełącznik najbardziej aktywnych modułów I/O i czujniki ethernetowe z górnej półki mogą już nie wystarczyć. Podobnie, podczas gdy niezarządzane przełączniki z portami 100 Mb/s są odpowiednie dla większości zastosowań przemysłowych, w przyszłości będą wymagane wyższe szybkości transmisji danych.

5. Złącza i kabel

Na poziomie podstawowym, koncepcja plug-and-produce wymaga połączeń, które spełniają międzynarodowe standardy złącz i klasy ochrony IP 65/67/69K (według DIN EN60529). Okrągłe łączniki formowane z gwintem M12, M8 oferują szczególnie dobrą ochronę przed wilgocią i zanieczyszczeniami.

Produkty plug-and-produce wspierają wizję inteligentnej fabryki przyszłości

Podczas gdy dzisiaj wiele komponentów systemu automatyki znajduje się w szafach, w przyszłości wiele z nich przeniesie się na poziom podstawowy i stanie się urządzeniami typu "podłącz i produkuj". Oznacza to, że muszą być umocnione odpowiednimi ocenami IP dla środowiska produkcyjnego i coraz więcej z nich będzie zawierać programowalną kontrolę logiczną.

Produkty typu "plug-and-produce" zapewniają elastyczność, modułowość i kontrolę poziomu pola potrzebną do wyposażenia inteligentnej fabryki jutra. W dalszych artykułach na ten temat omówię pułapki wdrożeniowe, aby uniknąć i profilować niektóre z produktów pierwszej generacji plug-and-produce.

Jeśli chcesz od razu uzyskać więcej informacji na temat plug-and-produce pobierz tę publikację.

Czy używasz już teraz jakichkolwiek rozwiązań plug-and-produce? Czy umożliwiają one elastyczną produkcję? Czekam na wiadomość od Ciebie!

Jeśli masz jakiekolwiek pytania, wątpliwości czy uwagi, zapraszamy do kontaktu! Jesteśmy do dyspozycji od poniedziałku do piątku w godz. 8:00 – 16:00.

Tel: +48 32 256 25 33

E-mail: info@pf-electronic.pl