Kolumny sygnalizacyjne Smart Light

Aplikacja w zakładach Brose w Kopřivnicach

W przeciwieństwie do tradycyjnych lamp sygnalizacyjnych, które składają się z wielu różnokolorowych modułów, nowe urządzenie jest kompletnym rozwiązaniem, które można dostosowywać na bieżąco z poziomu sterownika. Rozwiązanie Smart Light można szybko zainstalować i podłączyć za pomocą trzyżyłowego przewodu, standardowego dla interfejsu IO-Link. Dzięki temu można zaprezentować wizualnie bardzo szeroki zakres stanów roboczych w sposób indywidualny i elastyczny.

Realna aplikacja w czeskim zakładzie

Zakład produkcyjny firmy Brose mieści się w miejscowości Kopřivnice w pobliżu Ostravy, w Republice Czeskiej. Niebieskie, migające światło przyciąga uwagę operatora systemu. Nie jest to sytuacja awaryjna, a raczej ponaglający komunikat świetlny, którego nie można przeoczyć. Informuje o tym, że należy uzupełnić doprowadzanie materiału do niemal całkowicie zautomatyzowanej komory spawalniczej. W czeskich zakładach działa międzynarodowy dostawca z branży samochodowej, z siedzibą główną w mieście Coburg i zakładami w 53 lokacjach na całym świecie. Produkują one kompletne konfiguracje siedzeń przednich i tylnych, mechanizmy regulacji i podzespoły siedzeń, drzwi boczne i zatrzaski klapy tylnej, moduły szyb podnoszonych elektrycznie, moduły zasilania do dmuchaw klimatyzacji oraz silniki EBS dla około 20 marek samochodów, takich jak: Audi, BMW, Mercedes-Benz, PSA, Volkswagen, Volvo i  innych czołowych producentów.

Identyfikacja z użyciem RFID

Komory spawalnicze stosowane w Kopřivnicach wytwarzają moduły podwozia do siedzeń samochodowych. Załadunek i rozładunek komór odbywa się za pomocą robota sześcioosiowego. Robot wyjmuje potrzebne części z przygotowanych skrzynek, znajdujących się w zabezpieczonych stanowiskach zasilających i umieszcza je na nośniku przedmiotu, obrabianego na obrotowym stole indeksacyjnym z trzema gniazdami. Robot jest wyposażony w system RFID firmy Balluff oraz interfejs IO-Link na potrzeby identyfikacji. Nośnik danych jest przymocowany pod każdym gniazdem. Dzięki temu zawsze wiadomo, które z nich znajduje się w pobliżu pracownika w danym momencie. Ta jednoznaczna identyfikacja jest bardzo pomocna w przypadku awarii i przerwy w zasilaniu. Jednocześnie istnieje możliwość opracowania danych statystycznych, np. w celu zainicjowania procedur konserwacyjnych w odpowiednim czasie, jeśli błąd będzie występował coraz częściej. Wcześniej to zadanie wymagało zastosowania kilku łączników krańcowych i krzywek. Obecnie takie rozwiązanie nie jest konieczne.

Zastosowanie kolumn Smart Light

Robot chwyta gotowe elementy spawane i umieszcza je w kontenerach, znajdujących się po przeciwnej stronie stanowiska. Działanie komory spawalniczej jest w pełni zautomatyzowane. Pracownik jest jedynie odpowiedzialny za dostarczanie i wyjmowanie części. Jeśli kilka minut wcześniej światło sygnalizacyjne, zamontowane nad stanowiskiem dla obrobionych przedmiotów, emitowało zielone światło w jednej trzeciej wysokości modułu, teraz będzie się świecić na zielono w niemal 100 proc. Jest to wskazówka dla operatora, że zbiornik jest prawie pełny i że kolumna sygnalizacyjna Smart Light będzie wkrótce migać na żółto, informując o potrzebie opróżnienia zbiornika. Sąsiadujące, niebieskie, migające światło powyżej stanowiska zasilania wkrótce poinformuje pracownika, że na stojaku rozpoznano niedawno włożony pusty kontener i teraz trwa faza inicjalizacji. Światło sygnalizacyjne natychmiast zaświeci się na niebiesko na całej swojej wysokości, a następnie poziom będzie obniżał się wraz z postępującym napełnieniem.
W innej lokalizacji żółte światło migające wskazuje, że stanowisko napełniania w tym momencie jest także w fazie inicjalizacji. W razie wystąpienia niebezpiecznego stanu rozwiązanie IO-Link Smart Light bezzwłocznie zasygnalizuje to kolorem czerwonym.

Funkcje kolumn sygnalizacyjnych

Kolor czerwony oznacza zatrzymanie pracy, a zielony — możliwość kontynuacji. Zarówno w fabryce, jak i poza nią kolory mają znaczenie symboliczne. W wielu przypadkach są powiązane z komunikatami i instrukcjami działań, które są natychmiast zrozumiałe dla wszystkich. W obszarze działania maszyn i systemów, światła sygnalizacyjne emitują komunikaty w postaci odpowiednich kolorów, które wizualnie informują o określonych stanach maszyny i stanach roboczych. W niektórych sytuacjach sygnałom świetlnym towarzyszy sygnał dźwiękowy.
Wyposażenie stosowane w firmie Brose w Kopřivnicach tylko w nieznacznym stopniu przypomina konwencjonalne lampy sygnalizacyjne. Funkcje nowego rozwiązania wizualizacyjnego znacznie wykraczają poza typowy zakres zastosowań i obejmują np. możliwość świecenia w różnych kolorach, miganie lub generowanie różnych sygnałów do operatora maszyny jako światło falujące. Nowe rozwiązanie IO-Link Smart Light firmy Balluff jest bardzo uniwersalne. – To oświetlenie ma trzy tryby robocze: światło ostrzegawcze, światło wskazujące poziom i światło falujące. Dzięki temu możliwe jest przekazywanie powiadomień, różnych stanów, ostrzeżeń lub instrukcji na temat określonych działań, co łącznie znacznie przekracza zakres funkcjonalny tradycyjnych lamp. Kolumna świetlna o wysokości 30 centymetrów oferuje znacznie więcej niż tylko sygnalizację wstępnie zdefiniowanych stanów operatorowi systemu za pomocą trzech kolorów – mówi Stefan Horcher, inżynier sprzedaży oraz konsultant firmy Balluff, zarządzający regionem północnej Bawarii.

Budowa i konfiguracja kolumn

20 kolorowych diod LED ułożono jedna na drugiej, zapewniając ich podział na 1–5 stref, w zależności od potrzeb. Mogą one świecić lub migać w różnych kolorach, a odpowiednie sekwencje można zdefiniować odpowiednio do realizowanego zadania lub preferencji użytkownika. Przykładowo w trybie światła falującego, w którym segment o skonfigurowanej wielkości automatycznie przebiega przez całą długość modułu świetlnego, użytkownik może nie tylko dowolnie wybrać poruszający się segment, ale także kolor tła.

Rozwiązanie Smart Light umożliwia wizualizowanie wielu stanów, których prezentowanie za pomocą starszych technologii było utrudnione lub wręcz niemożliwe. W przeciwieństwie do konwencjonalnych lamp sygnalizacyjnych kolory i strefy nie są przyporządkowane na stałe, ale można je programowo aktywować zgodnie z potrzebami. Oznacza to, że nie trzeba usuwać świetlówek ani wyłączać segmentów w celu wprowadzenia zmian. Definiowanie kolorów jest bardzo proste, podobnie jak wykonanie odpowiednich czynności programistycznych z poziomu PLC, przy wykorzystaniu przyporządkowania adresów interfejsu IO-Link. Można to zrobić nawet w trakcie pracy maszyny. W trybie wskazania poziomu wartość analogowa jest również prezentowana wizualnie.

Typowe i nietypowe zadania

– System IO-Link Smart Light firmy Balluff oferuje nieznany dotąd poziom elastyczności do codziennych zastosowań. Światło sygnalizacyjne bardzo ułatwia wizualizację nie tylko bieżących stanów, ale także prezentację krzywych i zmiennych fizycznych, takich jak temperatura lub poziomy napełnienia – mówi Alexander Gran, kierownik techniczny działu rozwoju oprogramowania i inżynierii elektrycznej w firmie Brose. Alexander Gran, jako pierwszy z profesjonalnych użytkowników, zamierza w przyszłości wykorzystać system Smart Light w innych instalacjach i maszynach. – Smart Light może także wyświetlać dokładną pozycję enkodera położenia na ścieżce pomiarowej przetwornika – mówi, podając przykład innego zastosowania.
Typowe zadanie, polegające na zaprojektowaniu zawiłych kombinacji różnokolorowych modułów w celu uzyskania jednego elementu świetlnego, należy teraz do przeszłości. Dzięki standardowi IO-Link system Smart Light nie wymaga skomplikowanej instalacji ani konfiguracji. Innowacyjne światło sygnalizacyjne potrzebuje jedynie standardowego, nieekranowanego kabla trzyżyłowego. Podłączenie do jednostki sterującej odbywa się poprzez moduł IO-Link master. Nawet światła sygnalizacyjne, konfigurowane za pomocą przełączników DIP, nie są alternatywą dla omawianego systemu, ponieważ nie można ich modyfikować w trakcie działania. Rozwiązanie Smart Light pomaga także w optymalizacji zapasów magazynowych: zamiast magazynowania 5–10 indywidualnych segmentów i różnych akcesoriów, teraz wystarczy mieć w zapasie kompletne światło sygnalizacyjne.

Interfejs IO-Link

IO-Link jest uniwersalnym interfejsem, standaryzowanym według normy IEC 61131-9. To cyfrowe łącze „punkt–punkt” odpowiada za komunikację z czujnikami lub elementami wykonawczymi i jest niezależne od magistrali sieciowej, dzięki czemu możliwa jest integracja z dowolną magistralą. Firma Balluff, oferując dodatkowe produkty IO-Link, dąży do tego, aby w przyszłości instalacja poniżej poziomu magistrali była coraz łatwiejsza. Ponadto interfejs dwukierunkowej komunikacji ułatwia konfigurację i diagnostykę, a także zapewnia większą przejrzystość.
Firma Brose docenia wagę innowacji i podejmuje kolejne działania mające na celu wdrożenie rozwiązań IO-Link w innych zastosowaniach w ramach przedsiębiorstwa. – Jeśli możemy uprościć i usprawnić nasze procesy za pomocą standardu IO-Link, nasze maszyny będą bardziej produktywne i pomogą firmie zachować przewagę konkurencyjną – podsumowuje Alexander Gran.

Wolfgang Zosel
Balluff Sp. z o.o.
ul. Muchoborska 16, 54-424 Wrocław
www.balluff.com

źródło: Balluff