Témata
Reklama

Samozřejmě, opět komunikace!

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 komponentů ve strojích a zařízeních.

Již před více než dvaceti 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 plošně šířit – 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.

Reklama
Reklama
Reklama

Průmyslový Ethernet

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 jenom 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 (například překročení teploty vinutí) může klidně trvat poněkud déle, stejně tak jako přenos mnoha jiných, zejména diagnostických údajů.
Výsledkem je možnost přenášet rozsáhlé balíky dat a nepřijít přitom o rychlé předávání technologických informací.

Komunikace a ventilové terminály

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):

Obr. 1. Příklad terminálu CPX/MPA

Interní komunikace

Terminály CPX/MPA se vyznačují ve světě 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 uživatelům značně zjednoduší práci a ušetří čas – vše běží díky komunikaci bez dalších kabelů, hadic, konektorů, držáků, analogových karet atd. Prostě se digitálně přenášejí hodnoty mezi daným prvkem a řídicím modulem. V případě potřeby lze také kdekoliv v řadě přerušit silové elektrické napájení a dále pokračovat novým potenciálem – v praxi to znamená, že část ventilů je možné vypnout nezávisle na ostatních (výhodné například při řešení bezpečnostních otázek), a navíc to bude indikováno jak interně chybovým hlášením, tak navenek pro obsluhu červeně svítícími LED, neboť komunikace stále pracuje. Za zmínku stojí i možnost 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.

Obr. 2. Úsporná a snadná redukce tlaku do válce

Elektrická část nabízí všechny vstupní i výstupní signály, které jsou v praxi zapotřebí. Jde o digitální vstupy i výstupy a analogové vstupy a výstupy, které obsahují 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 (v případě kombinace pneumatických i elektrických pohonů na stroji), pneumatických serv, odměřování polohy apod. Změny jsou snadné, neboť funkční modul nasazený do napájecího bloku je překryt krytem s připojením – výběr či změna připojovací techniky je tak otázkou sekund, o úsporách při výměně ani nemluvě (kabely není potřeba z krytu ani odpojovat – obr. 3).

Obr. 3. Stavebnice elektrické části s mnoha typy konektorů

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).

Obr. 4. Systém cpi jako ukázka komunikace terminálu do okolí (optimalizace uspořádání na stroji)

Vzhledem k tomu, že pneumatická část stavebnice může být tvořena nejen MPA, ale i dalšími řadami ventilů (VTSA, MPA-L), jedná se o prakticky neomezené možnosti kombinací výbavy, podle toho, jak to konkrétní 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!

Ing. Zdeněk Haumer

Festo

vaclav.lacina@festo.com

www.festo.cz

Reklama
Související články
Komplexní přístup je klíčem k úspěchu

Úspory všeho druhu jsou důležité kdykoliv a kdekoliv. Šetřit se vyplatí tehdy, postupujeme-li komplexně, tedy se zahrnutím všech aspektů. Ten, kdo kupuje nejlevnější věci, obvykle prodělává při jejich využití. V oblasti automatizace to platí jednoznačně – ten, kdo ustrnul a nevnímá integraci digitální techniky do všech procesů kolem nás, nemůže v budoucnosti uspět.

Fenomén otáčení

Najít v přírodě cokoliv, co se mechanicky otáčí, je velmi obtížné. Otáčení však hraje roli v celé historii našeho průmyslu. Bez otáčení by nebyl vynalezen soustruh, bez soustruhu by nebyly vyrobeny písty, bez pístů by se nepodařilo spustit parní stroj, bez páry by nezačala éra techniky…

Pevné základy, tedy výrobky pro každého

Globální trh klade stále větší nároky na všechny výrobce. Vyrábět levně, rychle, ale současně kvalitně. Je možné takové protiklady vůbec skloubit? Je ještě nějaká další cesta, jak snížit výrobní náklady a ceny? Jednu z nejúčinnějších odpovědí na tuto otázku najdete v sortimentu nových pneumatických ventilů firmy Festo.

Související články
Malé velké změny - čidla pro pneumatické válce

Historicky prošla magnetická čidla pro snímání poloh pneumatických válců zajímavým vývojem. Jsou stále menší, výkonnější, levnější a ještě déle vydrží.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Komplexní řešení pro vysledovatelnost: Plně automatizované značení za rozumnou cenu od Brady

Přesvědčte se, jak praktická může být integrace automatizované identifikace PCB. Podívejte se na přehlednou infografiku od společnosti Brady!

Přichází doba zmenšování

Stále menší jsou nejen naše mobilní telefony, počítače a všechna elektronika obecně. I výrobky pro automatizaci se viditelně zmenšují. Však také tato dvě témata spolu silně souvisejí. Výroba elektroniky je dnes tahounem automatizace. Technologie se odehrává na malém prostoru, velmi často ve formě tzv. stolních aplikací. Koncentrace do malých rozměrů se objevuje u v jiných oblastech - představte si moderní světlomet do automobilu. Jeho výroba vyžaduje značně komplikované přípravky a prostoru také není nazbyt.

Bílá kniha - zónová bezpečnost

Výrobci jsou povinni předcházet pracovním úrazům prevencí bezpečnostních rizik. Dosažení požadované úrovně bezpečnosti může být náročné, jelikož může dojít ke zvýšení složitosti a snížení produktivity. Tato bílá kniha představuje unikátní řešení zónové bezpečnosti, která snižuje složitost konstrukce redundantních pneumatických bezpečnostních okruhů a zvyšuje produktivitu stroje. Jsou zde vysvětleny výhody tohoto konceptu oproti tradičním metodám pneumatických bezpečnostních okruhů, využívajících vypouštěcí ventily a zároveň jsou zmíněny jeho přínosy jak pro výrobce strojů a zařízení (OEM), tak pro koncové uživatele.

Upínače jsou stejně důležité jako stroj nebo nástroj

Výrobní zařízení pro třískové obrábění s nástupem CNC řízení a víceosých technologií významně změnily požadavky na složitost obrobků, řezné nástroje a v konečném důsledku také na automatizaci a robotizaci. Čemu se však často nevěnuje tolik pozornosti, jsou upínací technologie i přesto, že mohou mít zásadní vliv na výslednou kvalitu obráběného dílu, ale i na náklady.

Aplikace moderních postupů a technologií v obrábění

Společnost Hofmeister pravidelně svým zákazníkům představuje novinky a inovace nejen vlastní, ale také svých obchodních partnerů. Účast na listopadových zákaznických dnech svědčí o velkém zájmu.

Náklady na vlastnictví zařízení pro montážní procesy

Ve všech průmyslových odvětvích je princip celkových nákladů na vlastnictví (TCO – Total Cost of Ownership) klíčovým faktorem při rozhodování o nákupu nového stroje nebo zařízení. Úvaha založená výlučně na základě pořizovacích nákladů už dávno přestala být dostatečná, pokud se plánuje vyrábět konkurenceschopně v dlouhodobém horizontu. K získání úplného přehledu nákladů zahrnují TCO všechny přímé a nepřímé náklady vzniklé před, během a po zakoupení výrobního zařízení nebo produktu. Kromě skutečných nákladů na pořízení jsou to také položky jako náklady na údržbu a spotřebu energie.

Technologie 3D pletení v robotice

Kdokoliv, kdo si myslí, že pletení je staromódní, se hluboce mýlí. Stále více výrobků se vyrábí z různých materiálů pomocí technologie 3D pletení, a to v nejrůznějších průmyslových odvětvích.

Appky pronikly do světa pneumatiky

Ač se to na první pohled zdá těžko uvěřitelné, od letošního jara je možné pořídit k pneumatickému systému aplikace podobně jako pro mobilní telefon, pomocí těchto aplikací pneumatický systém řídit a prostřednictvím různých aplikací mu také přiřadit různé funkc

V pohybu

Výrobci výrobních zařízení pro lehké kompozitní materiály jsou pod tlakem. Čím rychleji dostanou své stroje k zákazníkům a uvedou je do provozu, tím větší je jejich konkurenceschopnost. To ovšem vyžaduje přesné postupy pro efektivní a ekologicky příznivé využití surovin, čehož lze dosáhnout pomocí inovativních systémových komponent a kvalitního poradenství jak pro výrobce, tak pro zákazníky. Firma Technicon takto díky novému řešení od společnosti Festo zvyšuje svůj inovační náskok s velkoplošnými adhezivními systémy.

Digitalizací k efektivitě

Pokud bychom hledali nejvíce skloňované téma současné doby ve vztahu k průmyslu, jednoznačně se shodneme, že je to oblast kyberneticko-fyzických systémů zosobněných v německé iniciativě Industrie 4.0. Její autoři s tímto konceptem na hannoverský průmyslový veletrh přišli a od té doby uplynulo pět let, které se na této strategii podepsaly – probíhající revoluce se vztyčenou zástavou s vyobrazením digitalizace průmyslové výroby a s pokročilou automatizací a robotizací.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit