Pokročilé koncepty elektrické instalace přivádějí všechny signály ze strojů do řídicího systému nebo cloudu ekonomicky nejvýhodnějším možným způsobem. Klíčem k nejlepší možné elektrické instalaci je zvážení všech fází životního cyklu stroje nebo systému. Výrobci takových strojů a systémů by měli ze zvoleného konceptu těžit stejně jako budoucí provozovatelé. Důraz by měl být kladen na „celkové náklady na vlastnictví" a takový životní cyklus, z jakého mají užitek všechny zainteresované strany.
Výhody pro výrobce
- Standardizace a zjednodušení procesů plánování a programování
- Výrazné zjednodušení zapojení
- Redukce potřebného prostoru v rozvaděči
- Jednoduchá montáž (plug & play)
- Široké možnosti modularizace aplikace
- Redukce jednotlivých variant komponent
- Kratší doba uvedení do provozu
- Zkrácení dodací doby stroje
- Integrovaná bezpečnost - bezpečnostní prvky jako součást konceptu
- Posílení konkurenceschopnosti
Výhody pro uživatele
- Nalézání chyb namísto jejich hledání díky granulaci kanálů a různým možnostem diagnostiky
- Jednoduché a proaktivní výměny komponent v duchu prediktivní diagnostiky
- Krátké prostoje, vysoká dostupnost stroje, maximální produktivita
- Digitalizace procesů a rutin
Příklady z praxe: firma Hager
Při hledání optimální instalační koncepce pro automatizaci testovacích zařízení je hlavní výzvou pro společnost Hager - předního specialistu na automatizaci budov a na elektroinstalace - skutečnost, že žádný stroj není jako druhý. Neustále je třeba brát v úvahu nové aspekty. U různých produktů musí být kontrolovány velmi odlišné kvalitativní vlastnosti a funkce. Po celém světě rozeseté výrobní závody, v nichž se testovací zařízení používají, stanovují velmi rozmanité požadavky, které musí být zohledněny. Jen několik málo oblastí instalace může být konstruováno podle opakujících se vzorů. Úkol je ještě o to složitější, že hustota vstupů a výstupů je vždy velmi vysoká, prostoru pro ně však velmi málo. Důležité je také to, že stroje musí být dokončeny v krátkém čase, protože poptávka po vysoce výkonných a spolehlivých testovacích zařízeních v rámci skupiny Hager je vysoká a cykly pro zavádění nových výrobků jsou velmi těsně koordinované a závazné. Pro instalační koncepci to znamená, že musí být velmi flexibilní. Proto se odpovědní pracovníci firmy Hager rozhodli, že bude použit modulární decentralizovaný kompaktní systém Cube67 společnosti Murrelektronik.
Jeho rozhodující předností je flexibilita. Se systémem Cube67 totiž může Hager využít nejrůznější IO moduly. Druhou velkou výhodou je multifunkčnost portů. Elektrokonstruktéři mohou pro každé zásuvné místo rozhodnout, zda jej chtějí využívat jako vstup nebo výstup, a mohou tedy ze standardních modulů vytvořit „na míru šité" kombinované moduly, se kterými mohou propojit jak senzory, tak i akční členy v blízkosti modulu.
Velkou předností je rovněž to, že moduly systému Cube67 společnosti Murrelektronik je možné se sběrnicovým uzlem propojit pouze jediným systémovým kabelem. Kromě toho se vedení propojuje sériově od jednoho modulu k dalšímu.
Pro ekonomičnost strojů firmy Hager je velmi důležitá vysoká disponibilita. Z tohoto důvodu je nezbytné rychle odhalovat a odstraňovat chyby. K tomu využili elektrokonstruktéři rozsáhlé diagnostické možnosti systému Cube67, které personálu údržby na místě usnadní hledání příčiny závady, její analýzu a odstranění pomocí vhodných opatření.
Firma Hermle
Maschinefabrik Berthold Hermle AG je jedním z tahounů v oboru kovovýroby. Stroje z Baden-Württemberska používá celý svět. Jejich tvůrci se pro vytvoření elektrické instalace spoléhají na modulární sběrnicový systém Cube67 od Murrelektronik. Cube67 a jeho funkce machine option management (MOM) je pro Hermle velkou výhodou. Díky možnosti použít různé konfigurace stroje bez změny programu ušetří čas a peníze vynaložené na vývoj, údržbu a softwarovou podporu.
Zákazníci Hermle AG si pochopitelně vybírají obráběcí centra, která nejlépe splňují jejich požadavky. Konkrétní systémy jsou modulární, takže je lze kombinovat nejrůznějšími způsoby. Zákazník si může vybrat např. frézovací vřetena s různými rychlostmi, rozšíření pro uchycení více než 500 zásobníků nástrojů nebo třeba komplexní modulární systém pro automatizaci obrobků.
Hermle využívá pro elektrickou instalaci modulární sběrnicový systém Cube67 od Murrelektronik. Jednotlivé moduly Cube jsou kompaktní, robustní a plně zalité. Instalují se přímo na stroj bez nutnosti použití svorkovnicových skříní nebo rozvaděčů. Uzlový modul systému zprostředkovává komunikaci s nadřazenou sběrnicí. Zároveň jde o výchozí bod pro rozvedení systému do obráběcího centra. Samotné I/O moduly jsou instalovány v blízkosti výrobního procesu, což umožňuje připojit senzory a akční prvky nejkratšími možnými kabely. I/O moduly jsou řetězeny za pomoci výrazných zelených systémových kabelů, které přenášejí jak data, tak napájení. To vede ke zjednodušení instalace a zmenšení prostoru nutného pro kabeláž.
Díky množství možností si mohou zákazníci Hermle své stroje navrhnout přesně podle svých představ. Protože systém Cube67 disponuje funkcí machine option management (MOM), proces uvedení do provozu je vždy velmi uniformní, nehledě na zvolené možnosti stroje.
Další velkou předností z pohledu Hermle jsou multifunkční porty s konektory M12 na digitálních I/O modulech Cube67. U každého pinu č. 2 a každého pinu č. 4 si uživatel může vybrat, zda bude použit jako vstup, nebo výstup. To přináší širokou škálu možných návrhů.
Vedle „standardních" modulů Hermle používá také funkční moduly. Enkodérový modul se využívá k měření proudění v hydraulice paletového systému. Počítá pulzy na místě a odesílá je jako procesní data do řízení, kde jsou dále zpracována a vyhodnocena.
Koncoví zákazníci používající Cube67 také těží z diagnostiky až na úroveň jednotlivých pinů. Hermle a jeho výrobci ovládání vyvinuli masky, které vizualizují diagnostická data. Ty uživateli umožňují okamžitě zjistit, zda a kde přesně se v obráběcím centru vyskytla chyba. Tím přispívají k snadné lokalizaci a odstranění závady a zvyšují tím dostupnost stroje a finanční návratnost.
Hermle v současnosti pracuje na přechodu ze sběrnice Profibus na Profinet. V takovém případě má systém Cube se svým uzlovým modulem, který slouží jako rozhraní pro komunikaci se sběrnicí, cenu zlata. Integrace komunikace IO-Link bude provedena velmi snadno.
MVK Fusion - jeden modul pro maximální rozmanitost
Zvláštností sběrnicového modulu MVK Fusion je jeho rozmanitost. Spojuje tři základní funkce instalační techniky - digitální standardní senzory a akční členy, digitální bezpečnostní senzory a akční členy a také IO-Link.
- Dvě digitální standardní zásuvná místa je možné nakonfigurovat libovolně jako vstup nebo výstup - přesně tak, jak to vyžaduje daná aplikace.
- Čtyři bezpečnostní zásuvná místa zajišťují, že mohou být bez zvýšených nákladů do instalační koncepce zahrnuty téměř všechny digitální bezpečnostní požadavky.
- Dvě zásuvná místa IO-Link nabízejí velmi širokou škálu funkcí, protože integrují do sběrnicového systému i složité senzory a akční členy. Kromě toho jsou také vhodné pro nákladově efektivní rozšíření digitálních standardních signálů prostřednictvím hubů IO-Link.
To usnadňuje instalaci, šetří prostor a snižuje počet potřebných modulů.
MVK Fusion slučuje bezpečnostní úkoly instalačního řešení v jednom modulu
- Se třemi bezpečnými vstupními porty vždy po dvou kanálech jsou shromažďovány signály typických bezpečnostních senzorů, jako jsou nouzové vypínače, světelné závory, obouruční ovládání, bezpečnostní dveře atd. - až do maximální úrovně vlastností PLe.
- Bezpečný výstupní port se dvěma bezpečnými výstupy může být konfigurován podle potřeb dané aplikace (spínání PP, PM nebo PPM) a umožňuje proto integraci nejrůznějších typů akčních členů až po dvojité ventily a ventilové ostrovy - i v tomto případě až do úrovně vlastností PLe.
- Speciální IO-Link port třídy B zajišťuje, aby bylo možné zařízení IO-Link, jako jsou ventilové ostrovy nebo huby, jednoduchým způsobem bezpečně vypínat až do úrovně vlastností PLd.
MVK Fusion tak umožňuje dosažení vysokých bezpečnostních úrovní a nabízí optimální ochranu pro člověka a stroj.
S MVK Fusion je konfigurace bezpečnostních senzorů a akčních členů působivě snadná: stačí pár kliknutí myší, kterými se vybere bezpečnostní funkce (např. světelné záclony nebo nouzové vypínače) v inženýrském nástroji bezpečnostního řízení - a konfigurace je kompletně dokončena.
Uživatel - většinou softwarový vývojář a elektrokonstruktér - nepotřebuje žádné specifické znalosti o parametrech modulu. Odpadá dodatečný pracovní krok ověření (výpočet CRC) prostřednictvím dalšího speciálního softwaru výrobce. Práce tak jde rychleji a šetří nervy, protože chybná zadání jsou vyloučena.
Moduly jsou vhodné pro aplikace s Conformance Class C (IRT), Shared Device a Netload Class III. Díky tomu nestojí nic v cestě aplikacím, kde je požadován maximální výkon a absolutní spolehlivost. Jsou stavebním kamenem pro řešení PROFINET par excellence.
Široké spektrum využití a rozsáhlé diagnostické možnosti
- Plně zalisované robustní pouzdro z kovu otevírá široké spektrum využití - až po extrémní svářecí aplikace
- Modul ukládá chyby s časovým razítkem na integrovaném webovém serveru, i v případě výpadku napětí - heslem je chyby skutečně nalézat, nikoliv pouze hledat, jsou redukovány prostoje
- Pomocí otočného přepínače se nastavuje bezpečnostní adresa přímo na modulu - a prostřednictvím adresy „000" je také možné MVK Fusion obnovit do továrního nastavení
- Použití je možné i při vysokých okolních teplotách (až do 60 °C) v kombinaci s vysokými proudy (až do 16 A) - volitelný chladič pro tyto extrémní podmínky rozšiřuje možnosti využití
- Modul je možné použít - což je neobvyklé - i v obzvláště vysoko umístěných výrobních závodech (až do 3000 m n. m)
- U každého jednotlivého kanálu jsou monitorovány chyby, jako je přetížení, zkrat senzoru nebo přerušení kabelu - rozsáhlé diagnostické možnosti zajišťují, že chyby je možné rychle identifikovat, analyzovat a odstranit