Jedním z nejčastěji používaných výrazů dnešní doby je komunikace. Potřebujete vylepšit výsledky, zdokonalit spolupráci, optimalizovat procesy na firmě? Posilte komunikaci. Tentokrát se však zaměříme na komunikaci ve smyslu toku dat v průmyslové výrobě, a to zejména v její základní a nejnižší části – na úrovni jednotlivých komponent na strojích a zařízeních. Již před více než 20 lety se začaly v průmyslu hromadně využívat možnosti přenosu údajů po průmyslových sítích. První generace komunikačních protokolů postupně vykrystalizovala do spolehlivého a přesného předávání především jednotlivých bitů, které reprezentují vstupy a výstupy programovatelných automatů. Z toho plynou vlastnosti takových sítí – poměrně malý objem přenášených dat, přesná časová determinace, přenosová rychlost a vzdálenost závislá na počtu připojených zařízení. Přínos takové techniky je především v úspoře kabeláže jak co do materiálových nároků, tak co do pracnosti. Logicky se tato technika začala prosazovat zejména na rozsáhlejších zařízeních. Spolu se zdražováním materiálu a lidské práce na straně jedné a zlevňováním elektroniky na straně druhé se průmyslové sítě začaly šířit plošně – i menší zařízení může být doslova vyplněné technologiemi. Úspory se projevují i takříkajíc druhotně, v menším počtu spojů (a tedy i případných chyb při instalaci), v rychlejším uvedení nového zařízení do chodu, ve snazší diagnostice a lepší přehlednosti instalace. Nástup průmyslové komunikace na úrovni čidel a pohonů motivoval výrobce k dalšímu kroku a splnění dávného snu – využití techniky, kterou známe z běžného života a která nás všude obklopuje – sítě Ethernet. Překážkou pro pouhé přenesení této techniky do průmyslové výroby však byla vždy absence časové determinace – pokud se například při přenosu fotografie e-mailem začnou na obrazovce Vašeho počítače přesýpat hodiny, nic zvláštního se neděje, síť je jen zatížená, a proto přenos trvá déle. Pokud by se ale do řídicího systému nedostala včas informace například o sepnutí čidla, stroj by rozhodně nepracoval správně. Proto dnes mluvíme o „průmyslovém Ethernetu“, který část dat přenáší takřka v reálném čase. Taková oblast dat má vždy v přenosech prioritu před jinými daty. Například přenos informace o příčině zastavení motoru (třeba překročení teploty vinutí) může klidně trvat poněkud déle, stejně tak jako přenos mnoha jiných, zejména diagnostických údajů. Výsledkem jsou možnosti přenášet rozsáhlé balíky dat a nepřijít přitom o rychlé předávání technologických informací. Firma Festo vždy nabízí mnoho výrobků, které jsou schopny komunikovat po aktuálních sítích. V současnosti se jedná zejména o Interbus, DeviceNet, Profibus DP, CANopen, CC-Link, Ethernet/IP, PROFINET, Modbus TCP, EtherCAT, Sercos, Powerlink apod. Ukázkou nejrozsáhlejší skupiny komunikujících výrobků jsou ventilové, resp. instalační terminály. Pojďme se v krátkosti podívat na možnosti, které jsou k dispozici například v univerzální stavebnici s širokým uplatněním CPX/MPA (obr. 1). Interní komunikace Terminály CPX/MPA se ve světě vyznačují ojedinělým prvkem – interní komunikací v rámci pneumatické i elektrické části. Plynou z toho mnohé výhody: v části pneumatické najdete samozřejmě prakticky všechny typy ventilů, které si lze představit, a to ještě libovolně na přeskáčku seřazené dvě různé velikosti, s omezením na max. počet 128 ventilů v jediné řadě. Řadu můžete libovolně přerušit a vytvořit tlakové zóny s napájením různými tlaky. Do pneumatické části se přesouvají i mnohé elektrické prvky; kromě tlakového čidla ve formě modulu vloženého kdekoliv mezi ventily jsou to například proporcionální ventily pro řízení tlaku buď vně terminálu, nebo v rámci přilehlé tlakové zóny. Jak čidla, tak proporcionální ventily vám značně zjednoduší práci a ušetří čas – vše běží díky komunikaci bez dalších kabelů, hadic, konektorů, držáků, analogových karet atd. Prostě se digitálně přenáší hodnoty mezi daným prvkem a řídicím modulem. V případě Vašeho přání můžete také kdekoliv v řadě přerušit silové elektrické napájení a dále pokračovat novým potenciálem – v praxi to znamená, že část ventilů prostě vypnete nezávisle na ostatních (výhodné například při řešení bezpečnostních otázek) a ještě Vám to budou indikovat jak interně chybovým hlášením, tak navenek pro obsluhu červeně svítícími LED, neboť komunikace stále pracuje. Za zmínku stojí i možnosti integrovat ruční nastavení tlaku redukčními ventily ve formě vložky mezi jednotlivým ventilem a připojovací deskou (obr. 2) – zcela bez šroubení, hadic, odboček, držáků atd. Výměna ventilu je otázkou dvou šroubů, podobně jednoduchá je i změna délky celého bloku s ventily. Elektrická část nabízí všechny vstupní i výstupní signály, které v praxi potřebujete. Jde o digitální vstupy i výstupy, analogové vstupy a výstupy, obsahující nejen proudové i napěťové varianty, ale též možnosti připojení termočlánků a teplotních čidel, pneumatických signálů (čtyři tlaková čidla v jediném modulu). Z tzv. technologických modulů můžeme vyzdvihnout moduly pro řízení mnoha elektrických motorů (tedy kombinace pneumatických i elektrických pohonů na stroji), pneumatických serv, odměřování polohy apod. Změny jsou snadné, neboť do napájecího bloku nasazený funkční modul je překryt krytem s připojením – výběr či změna připojovací techniky je tak otázkou sekund, o úsporách při výměně ani nemluvě (kabely nemusíte z krytu ani odpojovat – obr. 3). Komunikace terminálu do okolí Topologii zařízení lze optimalizovat – jak jinak, než opět komunikací, tentokrát odloučením části technologie na menší vzdálenost pomocí nejrůznějších protokolů, například CANopen, IO-Link, I-Port, CPI. Všechny vedou k optimálnímu rozmístění podřízených stanic – čidel, terminálů, vstupů a výstupů či mnohdy i rozsáhlých zařízení – v okolí centrálního terminálu. Zkracují se tak délky hadic a kabelů, aniž by se komplikovalo propojení, neboť vždy jde o hotové, kompletně smontované kabely (obr. 4). Vzhledem k tomu, že pneumatická část stavebnice může být tvořena nejen MPA, ale i dalšími řadami ventilů (VTSA, MPA-L), jedná se o prakticky neomezenou kombinaci výbavy, kterou Vaše zařízení vyžaduje. Na uvedeném příkladu je zřejmé, jak silně se komunikace v praxi uplatňuje. Kromě komunikace navenek (tedy použití řídicích modulů ve formě stanice slave, podřízené nadřazeným systémům), jde také o komunikaci interní (uvnitř terminálu) a do okolí (rozšíření terminálu). Skutečný popis všech možností a výhod, které moderní technika třeba jen v oblasti terminálů nabízí, značně přesahuje možnosti tohoto článku. Pokud uvažujete o stavbě nového stroje či zařízení a přemýšlíte nad jeho uspořádáním, vezměte zmíněná fakta v úvahu. Ke konzultaci je Vám k dispozici tým techniků a specialistů s mnohaletými zkušenostmi v oboru. A pamatujte, komunikace se vyplatí!
