Print

Čtvrtá průmyslová revoluce potřebuje POWERLINK a openSAFETY

-- 25.04.14

Odborníci na automatizaci v poslední době mluví o Industrie 4.0. Tento pojem vznikl v Německu a jeho obsahem je, že výrobní sféru pravděpodobně v nejbližší době čeká tzv. čvrtá průmyslová revoluce. Výrobky budou při své vlastní výrobě sehrávat stále více interaktivní roli a mezi stroji, výrobními  linkami a jednotlivými provozy bude rozložena inteligentní struktura dat podobná internetu. Analogicky k němu bude rozprostřena i inteligence v současné době soustředěná v řídicích systémech. Stále se zvyšující stupeň decentralizace řídicích systémů a moderní decentralizované technologie řízení pohonů umožňují změnu zaběhnutých automatizačních postupů již dnes, podmínkou budoucích změn je však také existence spolehlivých komunikačních systémů, které navíc dokáží pojmout enormní množství dat. Díky svým specifickým vlastnostem se POWERLINK a openSAFETY právě pro tyto úlohy zvláště dobře hodí.

První průmyslová revoluce v devatenáctém století nahradila ruční práci průmyslovými metodami s energií získávanou z uhlí a páry. V rámci druhé průmyslové revoluce výrazně vzrostla dělba práce ve výrobě díky vynálezu výrobního pásu. Třetí průmyslovou revoluci pak uprostřed dvacátého století odstartoval vynález tranzistoru.

Od té toby bylo možné začít automatizovat a řídit výrobní procesy v doposud netušené míře. To umožnilo postupně snížit výrobní náklady natolik, že spotřební zboží, dříve vyhrazené pouze hrstce společnosti, se stalo dostupným téměř pro každého.

Sériová výroba v malých sériích
Dnešní zákazníci si cení individuality, ale nechtějí platit ceny za ruční výrobu. Tento paradox tlačí na výrobce strojů a výrobních linek, nutí je minimalizovat čas a úsilí nutné pro přenastavení stroje na jiný výrobek a v nejlepším případě, aby toto úsilí pomocí automatizace zcela odbourali.

Současné systémy řízení výroby jsou příliš rigidní a neodpovídají nárokům na moderní výrobu. Již delší dobu se tedy výrobci snaží udělat své linky pružnějšími a snadno přizpůsobivými individuálním výrobkům. To se daří například díky propojení strojů do sítě a připojení do systémů pro správu skladů a plánování výroby.

Komunikace a decentralizace
V této oblasti se již léta osvědčuje otevřenost komunikačního protokolu POWERLINK, který, díky tomu, že je založen na Ethernetu, usnadňuje výměnu dat nejen mezi stroji ve výrobní hale, ale také s informačními systémy v  kancelářích. Stejně tak jako procesní řídicí systém APROL od společnosti B&R umožňuje začlenění sítí strojů a systémů pro automatizaci budov do jediného, plně integrovaného výrobního systému.

Dalším důležitým krokem na cestě k pružnější a adaptivní výrobě je rozprostření inteligence uvnitř každého stroje na jednotné ethernetové platformě pracující v reálném čase. Toho lze dosáhnout nasazením moderních decentalizovaných řídicích systémů, včetně decentralizovaných vstupů či  výstupů a modulů pro řízení pohonů s vlastní integrovanou inteligencí. Takové řídicí systémy totiž umožňují stavět modulární stroje, které lze navíc dynamicky konfigurovat za provozu. Malou revoluci na trhu v této oblasti vyvolalo v roce 2000 uvedení servopohonů řady Acopos od B&R. Ovšem nejen inteligentní systémy řízení pohonů, ale stále více i jednotlivá čidla s vlastní inteligencí dále přispívají k rozprostření výpočetního výkonu a dat uvnitř stroje.

Konzistentní od návrhu až po oživení
http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Bar%C4%8Da/Casopis_duben_2014/digi_br2.JPGSoučasně se také objevily nové principy na poli tvorby softwaru, které umožňují přenést záměry a myšlenky vývojářů do výroby bez jakýchkoli ztrát informací při převodech mezi vývojovými softwary různých oborů. Z výkresů v CAD systému lze tak přímo generovat programy pro CNC stroje a z dat montážních sestav zase data pro plánování a simulaci výroby. Také data získaná simulací  kinematiky a  dynamiky pohyblivých částí v CAE programech nebo rovnice dynamických systémů získané z programů pro matematické modelování lze přímo přeložit na programový kód pro řízení strojů nebo výrobních linek. Internet mezitím pronikl do životů uživatelů doma i v práci a otevřel cestu novým metodám správy nebo vyžívání dat. Velké počítače a centrální uložiště dat byly nahrazeny stále rostoucím počtem menších jednotek, k nimž lze  přistupovat odkudkoli na světě. Dávkové spravování příkazů nahradil systém klient– server, internetové vyhledávací mechanismy a odkazy na data v síti.

Internet věcí
Zavedení výše uvedených mechanismů do běžné průmyslové výroby je cílem jednoho z podpůrných programů německé vlády. V této souvislosti se často mluví o Industrie 4.0, neboli čtvrté průmyslové revoluci. Má se za to, že využití popsaných mechanismů ve výrobě totiž od základů změní zavedné výrobní  procesy. Data o výrobcích a výrobním zařízení budou decentralizována a jejich zpracování bude probíhat ve smyslu „internetu věcí“. Data budou putovat s výrobkem nebo budou dosažitelná pomocí odkazu ze sítě nebo cloudu.

Tyto změny v metodice, od postupů řízení výroby až po zpracovávaným výrobkem vyvolanou rekonfiguraci stroje, volbu nástroje nebo materiálu, jdou ruku v ruce s dalším zvýšením požadavků na průmyslovou komunikaci.

„Objemy přenášených dat prudce rostou, stejně jako počty synchronizovaných os,“ říká Stefan Schönegger, výkonný ředitel skupiny EPSG (Ethernet  POWERLINK Standardization Group). „To vyžaduje vysokorychlostní komunikaci až na úroveň jednotlivých čidel a akčních členů a předpokládá práci v reálném čase v celých rozsáhlých sítích. Žádný systém na trhu tyto požadavky nesplňuje tak dobře jako protokol POWERLINK.“

Otevřená, bezpečná a spolehlivá síť
Vysoce automatizovaná spolupráce mezi systémy různých výrobců vyžaduje http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Bar%C4%8Da/Casopis_duben_2014/digi_br1.JPGminimalizaci rizika výpadků. „I pro tento účel je protokol POWERLINK dobře vybaven. Zajišťuje redundanci řídicích jednotek i komunikačních kabelů a to bez nutnosti nasazení speciálního hardware,“ říká Schönegger. Dalším základním požadavkem na průmyslovou komunikační síť je, že musí umožňovat spolupráci systémů různých výrobců na jedné síti. „Je nepředstavitelné, že by jediný dodavatel nabízel ta nejlepší řešení pro veškerou problematiku v automatizaci,“ uvádí Schönegger. „Kompatibilita s existujícími systémy a velká otevřenost technologie jsou tedy naprosto zásadní.“

Problém, který se v diskuzi o Industrie 4.0 zatím zmiňuje poměrně málo, je zajištění bezpečnosti obsluhy. I při zajištění požadované bezpečnosti však musí  výrobní procesy zůstat dostatečně flexibilní. „Zavírat stroje za ploty do bezpečnostních klecí k cíli nevede,“ je přesvědčen Schönegger. „Stroje a výrobní linky musí samy umět přizpůsobit svou konfiguraci právě vyráběnému výrobku. Zde pomůže modularizace stroje a možnost měnit pořadí jednotlivých modulů.“ Specifikace a vývoj v této oblasti proběhl v rámci EPSG už dávno před tím, než se vůbec začalo o nějaké další možné průmyslové revoluci mluvit.

Bezpečnost především
http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Bar%C4%8Da/Casopis_duben_2014/digi_br4.JPG„Bezpečnostní řídicí systémy integrované do průmyslových sběrnic jsou neodmyslitelnou součástí konstrukce modulárních strojů. Protokol openSAFETY, nezávislý na typu použité sběrnice, umožňuje vybavit bezpečnostní technikou i strojní moduly nebo části výrobních linek, které mezi sebou komunikují různými protokoly,“ vysvětluje Schönegger. „Pomocí openSAFETY lze tedy sdružit celou výrobní linku, včetně jejích dynamicky konfigurovatelných částí, do jednoho bezpečného celku.“ Systém navíc umožňuje úplně odstranit bezpečnostní ohrazení, a to díky plně integrovaným bezpečnostním funkcím pro složité  kinematické řetězce. Konkrétně jde například o funkci bezpečné rychlosti koncového bodu robota.

„Tyto vlastnosti, které jsou předpokladem nasazení ve vysoce flexibilních výrobních zařízeních budoucnosti, má openSAFETY díky své otevřenosti,“ dodává Schönegger. „Firemní uzavřená řešení jsou minulostí. Naproti tomu otevřenost je základem skutečné revoluce podle Industrie 4.0.“
 

http://controlengcesko.com/fileadmin/grafika/Bar%C4%8Da/Casopis_duben_2014/digi_br3.JPG

Autor: Zdeněk Švihálek, B+R automatizace, spol. s r. o.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Trendy v robotizaci 2020
2020-01-28 - 2020-01-30
Místo: Best Western Premier / Avanti, Brno
DIAGO 2020
2020-01-28 - 2020-01-29
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Trendy automobilové logistiky 2020
2020-02-20 - 2020-02-20
Místo: Parkhotel Plzeň
Úspory v průmyslu
2020-03-03 - 2020-03-03
Místo: Ostrava
AMPER TOUR 2020
2020-03-17 - 2020-03-19
Místo: Brno

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI