Na czym polega koncepcja zintegrowanej łączności
LeuzeIdealna współpraca czujnika i interfejsu w systemie ułatwia uruchomienie i monitorowanie maszyn oraz pozwala na optymalizację procesów. Leuze stwarza taką możliwość dzięki koncepcji zintegrowanej łączności.
Wszystko mieści się w czujniku
Zintegrowana łączność oznacza, że wszystkie istotne interfejsy Ethernetu przemysłowego są zabudowane w czujniku, umożliwiając dostęp do głównych funkcji urządzenia. Nie wygląda to na coś trudnego, ale nie jest standardem na rynku. Zamiast tego, aby ograniczyć nakłady na badania i rozwój, producenci często oferują urządzenia, które nie posiadają interfejsu Ethernetu przemysłowego. W takich przypadkach interfejs jest realizowany za pośrednictwem bramki. Poniższe przykłady pozwalają zrozumieć powody, dla których nie jest to optymalne rozwiązanie oraz czemu koncepcja zintegrowanej łączności firmy Leuze zapewnia operatorom systemów liczne korzyści. Korzyści można osiągnąć począwszy od uruchomienia (zarządzanie urządzeniami) poprzez monitorowanie maszyn (monitorowanie stanu) aż po optymalizację procesów.
Zdecydowanie uproszczona konfiguracja systemu
Firma Leuze oferuje urządzenia ze zintegrowanymi interfejsami dla sieci PROFINET, Ethernet/IP i EtherCAT. Znaczne korzyści, które można uzyskać już podczas uruchamiania, są przedstawione na przykładzie projektów systemów z oraz bez zintegrowanej łączności. Zacznijmy od systemu z czytnikami kodów kreskowych bez zintegrowanych interfejsów: tutaj każdy skaner musi być podłączony do osobnej bramki – oznacza to dodatkową bramkę z własnym zasilaniem dla każdego czytnika kodów kreskowych. W rezultacie nakłady na instalację i okablowanie są dwukrotnie większe niż jest to potrzebne. Również parametryzacja okazuje się znacznie bardziej skomplikowana. Trzeba również pamiętać o tym, że ze względu na konieczność stosowania bramek w systemie znajduje się znacznie więcej urządzeń, które mogą powodować zakłócenia, a w razie konieczności muszą zostać sprawdzane.
Dla porównania, w tym samym systemie ze zintegrowaną łącznością: przemysłowy interfejs Ethernet jest już zintegrowany w każdym czytniku kodów kreskowych. Dzięki temu dodatkowe bramki stają się zbędne. Co najważniejsze, układ systemu jest znacznie bardziej przejrzysty i wymaga mniejszej ilości kabli. Wreszcie, co nie mniej istotne, błędy można szybciej wyeliminować, ponieważ mniej urządzeń musi być skontrolowanych.
Switch w zestawie
Czujniki ze zintegrowaną łącznością firmy Leuze posiadają dodatkową cechę, która wspomaga nadzwyczajnie sprawne uruchomienie: urządzenie standardowo wyposażone jest w switch obsługujący po jednym porcie wejściowym i wyjściowym Ethernetu. Dzięki temu operatorzy systemów nie potrzebują zewnętrznego switcha. Ponadto znacznie łatwiej jest połączyć kilka urządzeń, na przykład w topologii pierścienia lub liniowej. W przypadku okablowania w linii operator systemu łączy jeden czujnik z następnym za pomocą zintegrowanych switchy. Jedynie ostatni czujnik w magistrali jest podłączany do układu sterowania. Podobnie jak w poprzednim przykładzie korzyścią staje się uproszczona konstrukcja systemu i zmniejszona ilość kabli. Z kolei urządzenia bez zintegrowanego switcha wymagają stosowania zewnętrznego switcha Ethernet. Użytkownicy muszą wówczas podłączać każdy pojedynczy czujnik do switcha, wykorzystując topologię gwiazdy, aby następnie podłączyć go do sterowania.
Znane środowisko sterowania
Zintegrowana łączność dodatkowo oznacza możliwość pracy w swoim standardowym środowisku sterowania. Jest to możliwe, ponieważ cała parametryzacja urządzenia jest zapisana w pliku GSDML (Generic Station Description Markup Language) np. sieci PROFINET. Dla porównania, wiele innych dostępnych na rynku urządzeń, opartych na sieci Ethernet, trzeba parametryzować poprzez serwer WEB. Jest to skomplikowane, ponieważ każdy producent dostarcza swoją własną wersję serwera internetowego z własnym interfejsem użytkownika. Użytkownicy muszą za każdym razem zapoznawać się z nowymi interfejsami i wyszukiwać odpowiednie funkcje.
Kolejny problem stwarza to, że parametryzacja urządzeń bez Ethernetu, które są podłączane przez bramkę, często wymaga stosowania specyficznego dla danego produktu oprogramowania producenta. To z kolei może powodować problemy związane z kompatybilnością z używanym sprzęte, np. wtedy, gdy producent po kilku latach nie aktualizuje już swojego oprogramowania.
Również w tym przypadku zintegrowana łączność wykazuje wiele zalet:
- użytkownicy pozostają w swoim standardowym środowisku sterowania,
- nie ma potrzeby instalowania i nauki obsługi oprogramowania producenta,
- nie jest wymagany dostęp do serwera WEB.
Urządzenia Leuze ze zintegrowaną łącznością są bardzo łatwe w parametryzacji. Jedyne co trzeba zrobić, to załadować plik GSDML ze strony internetowej Leuze za pomocą kontrolera, a następnie skopiować do własnego oprogramowania inżynierskiego. Moduły są wówczas dostępne w katalogu sprzętu. Ponadto dołączony jest szczegółowy opis funkcji urządzenia. Dzięki temu parametryzacja oraz użytkowanie czujnika są bardzo proste, a instrukcja obsługi w większości przypadków nie jest potrzebna.
Wsparcie z czujnika
Kiedy spojrzymy na profil urządzenia czujników ze zintegrowaną łącznością, zobaczymy kolejne możliwości, dzięki którym programowanie staje się łatwiejsze.
Przykładowo, w przypadku czujników pozycjonujących AMS i BPS firma Leuze dostarcza nie tylko wartości pozycji, ale również obliczoną wartość prędkości. Użytkownicy, którzy potrzebują tej wartości w swoim systemie, mogą zaoszczędzić czas, ponieważ nie muszą przeprowadzać własnych obliczeń. Co więcej, bez zintegrowanej łączności sterowanie musi być używane do filtrowania określonych kodów kreskowych. Czytniki kodów kreskowych Leuze BCL zwiększają wydajność operacji, umożliwiając wstępne filtrowanie według zadanych kryteriów. Do systemu sterowania przesyłane są tylko te kody, które odpowiadają określonemu wzorcowi. Opcja duplikowania urządzeń PROFINET w narzędziu inżynierskim również daje możliwość oszczędności czasu. Użytkownicy mogą jednorazowo zdefiniować parametry, aby następnie, w razie potrzeby skopiować ustawienia. Zintegrowana łączność stanowi wsparcie nawet w przypadku wymiany urządzenia. Jeśli uszkodzony czujnik musi zostać wymieniony, system automatycznie przenosi wszystkie parametry zapisane w sterowaniu do nowego urządzenia. Czujnik jest natychmiastowo gotowy do użycia.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Z dbałością o jakość
Zintegrowana łączność zapewnia wsparcie nie tylko przy uruchomieniu, ale również podczas monitorowania maszyn, nazywanym również monitorowaniem stanu technicznego. Dla zapewnienia efektywności działania operatorzy systemów potrzebują odpowiedzi na takie pytania, jak: Czy system działa bez błędów? Kiedy należy zaplanować konserwację? Odpowiedzi dostarczają zintegrowane interfejsy. Podczas wymiany danych w przemysłowym Ethernecie przekazują one nie tylko rzeczywiste wartości procesowe, ale również dane diagnostyczne, które są dostępne w systemie sterowania.
W rezultacie, w celu zarządzania urządzeniem wszystkie dane umożliwiające identyfikację mogą być odczytywane za pomocą czytnika kodów kreskowych. Obejmuje to numer seryjny lub wersję oprogramowania/sprzętu dla czujnika. Ponadto dostarczana jest spora liczba parametrów diagnostycznych, takich jak liczba odczytów OK i NOK.
W szczególności, w zakładach wykorzystujących czytniki kodów kreskowych system dostarcza znaczniki jakości dla każdego pojedynczego odczytu kodu. Pozwala to uzyskać informację o jakości odczytów. Wartość ta wynosi na ogół 90–95% i może być monitorowana w celu wykrycia odchyleń podczas pracy spowodowanych, na przykład, przez zanieczyszczenia lub uszkodzenia mechaniczne.
Zdalny monitoring może być również realizowany w formie dodatkowego kanału komunikacyjnego poprzez OPC UA. Można wykorzystać do tego celu sterowanie, ale czujniki Leuze oferują znacznie wygodniejsze rozwiązanie, ponieważ dostęp do nich można uzyskać bezpośrednio przez OPC UA. W efekcie operatorzy systemów mogą monitorować swoje urządzenia równolegle do trwającego procesu. Dzięki temu otrzymują w czasie rzeczywistym informacje o wydajności systemu. W razie potrzeby bez żadnych ograniczeń dane te mogą być również przesyłane do chmury.
Prosta optymalizacja procesów
Jak można optymalizować procesy na podstawie zebranych danych? Pokazują to dwa reprezentatywne, praktyczne przykłady wykorzystania czytników kodów kreskowych.
Przykład pierwszy. Okno odczytu czujnika może ulec zanieczyszczeniu. W niektórych systemach nie dzieje się tak przez lata, w innych pojawia się znacznie szybciej. Ocena danych poprzez OPC UA może być wykorzystana do szybkiego określenia, który czujnik jest zanieczyszczony. Program rejestruje dane o jakości odczytu dla każdego pojedynczego procesu dekodowania. Następnie wskazuje na konieczność przeprowadzenia konserwacji dla czytników kodów kreskowych o pogorszonych parametrach odczytu.
Przykład drugi. Również sama etykieta może powodować problemy – np. jeśli kod zostanie uszkodzony lub niecałkowicie wydrukowany. W takim przypadku do określenia błędu nie wystarczy monitorowanie pojedynczego czujnika. Wówczas identyfikacja wadliwej etykiety wymaga śledzenia jej na kolejnych stacjach odczytujących dane. Dzięki temu możliwe jest wykrycie podobnych ocen i wykorzystanie numeru identyfikacyjnego do określenia etykiety, której to dotyczy.
Podsumowanie: wzrost wydajności w trzech obszarach
Zintegrowana łączność oferuje korzyści w kilku obszarach. Przyczynia się do łatwiejszego uruchomienia i dostarcza dodatkowych informacji dla monitorowania funkcjonowania maszyn. Informacje te są szczególnie przydatne przy optymalizacji procesów, co prowadzi do najlepszej wydajności systemu. Wszystkie czujniki Leuze zaprojektowane dla automatyki sterowanej za pośrednictwem magistrali Fieldbus (np. w intralogistyce) są wyposażone w zintegrowaną łączność. Dzięki temu operatorzy systemów mogą oszczędzać czas i pieniądze. Zespół specjalistów od czujników z firmy Leuze zapewnia wsparcie przy wyborze i wdrażaniu optymalnego rozwiązania w zakresie czujników.
Źródło: Leuze
