Témata
Zdroj: dataPartner

Softwarová platforma pro modularitu výroby

Novinkou, která aktuálně vstupuje na český trh, je plně otevřená softwarová platforma Kingstar od americké společnosti IntervalZero, určená pro vytváření inteligentních ovladačů strojů. Poskytuje širokou možnost volby hardwaru nezávisle na dodavateli, což umožňuje podnikům rychlou změnu modularity výroby. Moderní software umožňuje jednoduše vytvářet flexibilní řídicí jednotky pro modulární stroje, což je klíčový požadavek automatizace.

Reklama

V polovině června zorganizovala společnost dataPartner, distributor platformy Kingstar pro Českou republiku a Slovensko, v Národním technickém muzeu konferenci, na které účastníkům představila funkce a výhody této nové platformy. „Obzvláště v dnešní době, kdy se průmysl celosvětově potýká s nedostatky čipů, většina OEM výrobců automatizace není schopna dostát svým závazkům a řada velkých dodavatelů průmyslové elektroniky nedodává včas řídicí jednotky, IO, nebo dokonce pohony, je široká možnost volby hardwaru – a tedy nezávislost na jednom dodavateli – často otázkou budoucnosti firmy na trhu,“ říká Ladislav Reisner, jednatel společnosti dataPartner. Modularita je dnes pravděpodobně jedním z největších požadavků výrobců strojů. Plně otevřená softwarová platforma představuje technologický průlom ve vytváření flexibilních řídicích jednotek strojů. Umožňuje jednoduše vytvářet flexibilní ovladače modulárních strojů, které pracují v reálném čase ve standardním počítači pro všeobecné použití. Takovými jsou například IPC s operačním systémem MS Windows a s doplňkem RTX64 pro práci v reálném čase. Zároveň mohou vývojáři vkládat do řídicí jednotky optimální objem vlastní přidané hodnoty, aniž by museli kupovat komponenty, které jsou schopni vytvořit ve stejné nebo vyšší kvalitě sami. Současně díky otevřenosti a standardizaci nejsou odkázáni na určité konkrétní značky HW komponent, ale mohou vybírat ze široké škály standardizovaných alternativ.

Situace na trhu

S rostoucí poptávkou po zakázkových výrobcích a s tím, jak se jejich životní cyklus stále zkracuje, rostou i požadavky na variabilitu výroby. Stroje musejí být navrženy s ohledem na potřebu flexibility dosažené modularitou. Také řídicí jednotky by měly být schopny jednoduše podporovat různé verze strojů, od nižších po nejvyšší. Softwarová platforma, která se používá pro vývoj jádra ovladače, musí pracovat v reálném čase a technikům poskytnout možnost snadno přidávat funkce specifické pro jejich společnost nebo pro jejich zákazníky. Pro výrobce strojů musí ovladač poskytovat možnost přidávat nebo odebírat moduly nebo vybírat různé stupně výbavy hardwaru stroje. Také systémovým integrátorům ve výrobním závodě by prospěla modularita ovladače, stejně jako výrobci strojů. A konečně, struktura stroje musí být navržena tak, aby ho bylo možné snadno integrovat do tovární sítě a operátor byl schopen načítat, vytvářet a zadávat různé úkoly, které mají být strojem provedeny.

Reklama
Reklama

Základní druhy modularity

Zásuvné jednotky – jde například o moduly, které mohou načíst výrobek, převrátit desku plošných spojů nebo označit výrobek. Ty lze nyní přímo ovládat hlavním strojem jako podřízenou jednotku pomocí průmyslové sběrnice fieldbus. Volitelné funkce stroje, které vykonává volitelný hardware, jako gravírování nebo provádění testů, vyžadují ke své práci další specifický hardware. Stroje jsou proto sestaveny jako skupina nezávislých stanic, z nichž každá plní specifický úkol. Řídicí jednotka stroje musí být schopna správně identifikovat a ovládat každou jednotlivou stanici. Řada výrobních společností má různé verze hardwaru svého stroje pro různé velikosti užitečného zatížení a úrovně přesnosti. Ty používají různé hardwarové moduly pro pohony a akční členy, ale téměř identickou logiku ovládání. Proto jeden typ řadiče musí být schopen podporovat všechny různé verze hardwaru. Dnešní stroje také mají často volitelné čistě softwarové komponenty, jako jsou editory úkolů, CAD/CAM software v CNC nebo analytika pro optimalizaci rychlosti výroby a předvídání potřeb údržby. Protože stroje zřídkakdy pracují samostatně, je třeba je integrovat s jinými stroji a s továrními SCADA a MES systémy. Přitom fieldbus a formát dat určuje koncový zákazník (ne výrobce stroje). To znamená, že musí být k dispozici nezávislý výměnný modul rozhraní stroje používaný zákazníkem pro kompatibilitu se všemi výrobními závody zákazníka. A nakonec, protože stroj by měl během svého životního cyklu vyrábět různé produkty, potřebuje podporovat různé způsoby zadávání úkolů. Každé odvětví a továrna může mít své vlastní nástroje a formáty zadávání úkolů, což znamená, že „interpreter“ úloh musí být také nezávislým modulem s několika verzemi rozhraní úkolu, aby byl stroj použitelný v různých prostředích.

Technické požadavky pro zajištění modularity

Platforma Kingstar, navržená s ohledem na poskytnutí potřebné modularity, se skládá z pěti komponent: Kingstar Fieldbus EtherCat Master pracující v reálném čase, Kingstar Motion pro ovládání pohybu, Kingstar softwarové PLC, Kingstar Vision řešení pro strojové vidění GigE Vision, které pracuje v reálném čase, a Kingstar IoT platforma pro podporu IoT.

Platforma se skládá z pěti komponent. (Zdroj: dataPartner)

Kingstar Fieldbus

Implementuje síťové propojení komponent. Pro flexibilitu aplikací využívá sběrnici EtherCat a výhody plynoucí z její funkce skenování. Tím dociluje možnosti automatické konfigurace, takže dovoluje automatické spuštění stejné aplikace s různými hardwarovými konfiguracemi. Podporuje všechny hlavní značky hardwaru servopohonů a I/O. Vrstva průmyslové sběrnice navíc poskytuje přímý přístup k proměnným, jako by byly lokální, a zcela tak skrývá sběrnici před aplikacemi.

Kingstar autokonfigurace. (Zdroj: dataPartner)

Kingstar Motion

Softwarová komponenta pro řízení pohybu. Vyhovuje standardním specifikacím PLCopen Motion Control pro pohyby point to point, synchronizované, skupinové pohyby, míchání a kinematiku. Aplikace mohou například používat 20 os s dobou cyklu 125 us nebo 60 os s dobou cyklu 500 us. Každá osa může obsluhovat jinou značku hardwaru a má svůj vlastní režim ovládání. Komunikace s měniči je založena na cyklických synchronních režimech, interpolace se provádí v řadiči a regulátor PID může být buď v řadiči, nebo v měniči. Algoritmy pohybu umožňují provádět modifikace profilu pohybu, i když se osa již pohybuje. Synchronizace podporuje koordinaci pro elektronické vačkové převody a skupinové pohyby s lineárními, kruhovými a šroubovicovými pohyby. Funkce Kingstar Motion jsou velmi flexibilní, hlavní osa může mít více podřízených a sama může být virtuální osou, nebo dokonce být podřízenou jiné osy.

Kingstar PLC

Poskytuje plně vybavené softwarové PLC LogicLab, založené na RTOS-RTX64 od IntervalZero. Odpovídá standardu IEC 61131 a má stejné vývojové prostředí i programovací jazyk jako hardwarové PLC. Doplňkové komponenty pro řízení pohybu a strojové vidění mohou být rozvíjeny, doplňovány a spravovány v C++, přístup k nim je možný z programu v soft PLC.

Kingsar Vision

Je určen pro strojové vidění, obsahuje utilitu GigE Vision pracující v reálném čase, která umožňuje zákazníkům vyvinout řízení pohybu odvozené od vidění pomocí OpenCV. Obsahuje komplexní sbírku softwarových nástrojů pro vývoj aplikací strojového vidění, analýzu obrazu a také mnoho kamerových rozhraní.

KINGSTAR IoT

Tato platforma přidává do řízení stroje funkce, které podporují IoT.

Architektura Kingstar. (Zdroj: dataPartner)

Producent softwarové platformy IntervalZero se na vytváření časově kritických aplikací pro řízení strojů s použitím systému Windows zaměřuje dlouhodobě. Už přes 20 let vyvíjí a udržuje produktovou řadu RTX (Real-Time Extension), která Windows transformuje na operační systém reálného času, vhodný pro řídicí aplikace.

Související články
CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Chytré stroje přivádějí továrny k životu

Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

Související články
Sběr (léčivých bylin) dat z výroby

Ano, sběr bylin sem nepatří a je to špatně (?????). Anebo ne tak docela? No, byliny se obvykle sbírají proto, aby po svém zpracování pomáhaly léčit, hojit a podobně. Co to má se sběrem výrobních dat společného? Na první pohled pramálo - ale je to tak úplně pravda?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Chceme svítit

Povědomí o bývalém vojenském prostoru Stříbro v západní části naší republiky přinášejí buď vzpomínky osobního rázu, nebo přicházejí skrze narukované, kteří zde společně, převážně s romskými spoluobčany z tehdejšího východu Československa, v tankových praporech chránili naši republiku proti vpádu západních imperialistů. Doba se naštěstí změnila. Nyní je to rozvíjející se region jak díky blízkosti k Německu a hlavní dálniční tepně, tak i zásluhou generace techniků, kteří se zde kolem plzeňské Škody zrodili a po jejím rozpadu a rozmělnění se vydali na cestu soukromého podnikání ve strojírenském oboru. Do jedné z takových firem, nacházející se v Kladrubech u Stříbra, jsem se vypravil. Důvodem byla ukázka vzniku a růstu dalšího partnerství s dodavatelem technologií obrábění, společností Mazak.

Na cestě ke zrození stroje, část 5: Zakázka

Série deseti článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Zájem hackerů může vyvolat i maličkost

Digitalizace a automatizace kromě výhod přináší i nutnost zavedení nových principů práce s daty. Ta představují v produkci jakékoli firmy zcela novou hodnotu a jejich zneužití může být nepříjemné.

Zlatá medaile pro prof. Kassaye

Po dvouleté pauze, zapříčiněné hygienickými opatřeními ke snížení šíření pandemie koronaviru, se opět otevřely brány MSV v Brně, v rámci kterého se udílejí i ocenění Zlatých medailí. A to jak vystaveným exponátům, tak tradičně, již od roku 2006, díky iniciativě redakce našeho časopisu, také ocenění osobnosti za její celoživotní tvůrčí technickou práci a dosažené inovační činy.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Názorové fórum odborníků

Respondenty jsme požádali o jejich názor na podobu budoucích technologií. Současná situace přinesla mnoho omezení, mezi jinými postihla také dodavatelské řetězce, znemožnila včasné dodávky do výrobních podniků a přinesla vyšší nároky na bezpečnost zaměstnanců. Jaké nové technologie podle vás mají v současné situaci největší potenciál se prosadit?

Urychlete svoji digitální transformaci

Jak může strategie digitální transformace, jejíž součástí je přechod na moderní distribuovaný řídicí systém, pomoci výrobcům dosáhnout vyšší produktivity, ziskovosti a snížit rizika? To se dozvíte, pokud se začtete do následujících řádek.

Na evropské trhy s finanční podporou

První celoevropsky významná akce v oblasti strojírenství a subdodavatelské branže se v příštím roce koná na lipském výstavišti v termínu 2. až 5. března: veletrhy Intec a Z 2021. Také a možná právě v současných obtížných časech zde čeští vystavovatelé a návštěvníci mohou navázat důležité obchodní kontakty a informovat se o nejnovějších trendech a vývoji v oboru. Vystavovatelé z Česka navíc se státní podporou.

Platforma pro edgecomputing a průmyslový internet věcí

Systém FIELD (FANUC Intelligent Edge Link and Drive) je platforma určená pro propojení provozních zařízení, která umožňuje rychlý a spolehlivý přístup k výrobním datům s cílem využít je k naplnění koncepce chytré, propojené výroby. Dovoluje realizovat edge computing, tedy shromažďovat a zpracovávat data přímo v provozu, nikoliv až v cloudu, a umožňuje tak činit rozhodnutí, která se týkají jednotlivých strojů a zařízení, mnohem rychleji než u cloudových aplikací. Přitom zůstává zachována možnost, nikoliv povinnost, předem zpracovaná data přenášet k centralizovanému zpracování v informačním systému podniku nebo v cloudu. Účelem je nejen monitorovat, ale i aktivně zasahovat do výrobního procesu ve smyslu regulační smyčky se zpětnou vazbou.

Chytré brýle pro průmysl

Chytré brýle a rozšířená realita se v posledních letech staly dalším trendovým tématem v průmyslovém prostředí. Na rozdíl od umělé inteligence, která je založena na strojovém učení a u které jsou stroje určeny k dlouhodobému nahrazení lidského faktoru, sleduje rozšířená realita jiný cíl: podporovat člověka v průmyslových procesech. Zde vstupuje firma Ayes, která představuje jedničku v oblasti hands-free technologií pro průmysl, chytré brýle RealWear HMT-1.

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