Cyfryzacja pneumatyki kluczem do Przemysłu 4.0

Podobnie jak smartfony wywróciły do góry nogami rynek telekomunikacji mobilnej dekadę temu, tak teraz Festo Motion Terminal rewolucjonizuje technikę automatyzacji. Nowa metoda integrowania funkcji połączona z aplikacjami programowymi uprości cały łańcuch wartości, począwszy od projektowania i zaopatrzenia, przez magazynowanie, aż po późniejsze procesy takie jak utrzymanie ruchu. Pod nieco niepozornym wyglądem zewnętrznym i klasyczną konstrukcją charakterystyczną dla produktów Festo kryje się udoskonalenie techniczne oparte na najnowszych osiągnięciach technologii informatycznych.

Przemysł 4.0 w praktyce

Technologia piezo, zintegrowane czujniki skoku i ciśnienia oraz sterowanie przy użyciu aplikacji programowej motion apps otwiera nowe perspektywy przed producentami maszyn i urządzeń. Połączenie w Festo Motion Terminal mechaniki, elektroniki i oprogramowania przekształca urządzenie pneumatyczne w element koncepcji Przemysłu 4.0 oraz zapewnia elastyczność produkcji. Modyfikacji funkcji pneumatycznych oraz przystosowania do nowych formatów dokonuje się przy użyciu aplikacji, zmieniając odpowiednie parametry. Zintegrowane inteligentne czujniki, zaprojektowane z myślą o realizacji zadań związanych ze sterowaniem, diagnostyką i uczeniem maszynowym, eliminują potrzebę stosowania dodatkowych komponentów. Klucz produktu (unikatowy 11-znakowy kod alfanumeryczny) pełni rolę mapy cyfrowej, przekazując informacje o produkcie i ułatwiając identyfikowalność. Parametryzacja wykonywana jest za pośrednictwem serwera sieciowego, bez konieczności stosowania dodatkowego oprogramowania do konfiguracji. Możliwa jest również integracja interfejsów w standardach zgodnym z koncepcją Przemysłu 4.0, takich jak OPC-UA.

Aplikacje motion apps

Po uruchomieniu terminala VTEM można za pośrednictwem aplikacji motion apps uzyskać dostęp do dziesięciu funkcji – od podstawowych modyfikacji funkcji zaworów rozdzielających po energooszczędne sterowanie ruchem oraz od charakterystyki proporcjonalnej po różne profile ruchu. Dzięki opcji szybkiej aktywacji nowych funkcji projektanci maszyn mogą stworzyć podstawowy rodzaj maszyny, a następnie wybrać odpowiednie aplikacje, aby wyposażyć ją w różne funkcje i właściwości, zgodnie z wymaganiami klienta. Kolejne aplikacje są w fazie rozwoju. Dzięki nowej platformie automatyzacji użytkownicy mogą wybierać i modyfikować funkcje jednym naciśnięciem przycisku – bez uciążliwej i żmudnej instalacji oraz bez konieczności wymiany elementów sprzętowych lub montażu dodatkowych komponentów. Ułatwia to produkcję na specjalne zamówienia, nawet w pojedynczych sztukach.

Wymierna energooszczędność

Nowa platforma automatyzacji bazuje na zintegrowanym podejściu do kwestii energooszczędności. Aplikacje motion apps oraz funkcja diagnostyki przecieku pozwalają zmniejszyć zużycie energii podczas pracy maszyn. Niemniej jednak energooszczędna technologia piezo odgrywa równie istotną rolę we wstępnym etapie sterowania zaworów proporcjonalnych. Zużycie powietrza można elastycznie dostosować do określonych wymagań przy użyciu aplikacji „Ustawiany poziom ciśnienia” oraz „Napęd ECO”. Wybierana cyfrowo wartość ciśnienia pozwala na ograniczenie siły pneumatycznej do poziomu wymaganego w danym zastosowaniu, umożliwiając tym samym elastyczne dostosowanie do ruchów posuwistych i zwrotnych oraz do różnych obciążeń. Napęd ECO ogranicza zużycie sprężonego powietrza do wymaganego poziomu minimalnego pod warunkiem, że w położeniu końcowym nie są potrzebne siły dociskające lub przytrzymujące. Pozwala to na zaoszczędzenie do 70% energii w porównaniu z normalnym trybem pracy, w zależności od rodzaju zastosowania.

Niższe koszty i mniejszy stopień złożoności

Festo Motion Terminal umożliwia zarówno realizację ruchów z dużą prędkością i siłą, jak i diagnostykę przecieku przy kosztach znacznie niższych niż w przypadku rozwiązań dostępnych obecnie na rynku. Przykładowo w porównaniu z rozwiązaniami elektrycznymi wymagana jest mniejsza liczba sterowników, ponieważ w przypadku zastosowania terminalu VTEM jeden sterownik może sterować aż ośmioma napędami. W przyszłości możliwe będą również zastosowania takie jak pneumatyczne pozycjonowanie wstępne z operacją prasowania–wtłaczania zależnie od siły realizowaną w kolejnym etapie procesu. Zmniejszone zostało również zużycie energii, przy jednoczesnym ograniczeniu wymaganej przestrzeni montażowej aż o 65%. W porównaniu z innymi technologiami rozwiązania oparte na Festo Motion Terminal stanowią ekonomiczną alternatywę, nawet dla funkcji realizowanych pneumatycznie. Zamiast trzech elementów, czyli zaworu, regulatora ciśnienia i czujnika ciśnienia, potrzebny jest tylko jeden – zawór.

Większa efektywność urządzeń

Przejrzyste dane diagnostyczne oraz samooptymalizujące się algorytmy, które samoczynnie zapobiegają zużyciu oraz wpływom czynników zewnętrznych, przyczyniają się do zwiększenia całkowitej efektywności urządzeń. Możliwość natychmiastowej zmiany danych oraz optymalizacji procesów za pomocą jednego naciśnięcia przycisku sprawia, że usprawnienia procesów i jednolity standard urządzeń stają się rzeczywistością. To ogromny krok w przód w stosunku do zaworów regulujących przepływ, które do tej pory wymagały ręcznego ustawienia sterowania prędkością.

Przypisywanie funkcji za pośrednictwem oprogramowania to dodatkowa korzyść w postaci ochrony przed nieuprawnioną ingerencją oraz zabezpieczenia wiedzy specjalistycznej. Proponowane rozwiązanie uprości również obsługę techniczną maszyn i urządzeń, jako że długie listy części zamiennych i szybko zużywających się elementów odejdą w niepamięć.

Od teraz użytkownicy mogą trzymać w magazynie części zamiennych tylko jeden komponent, który można zamontować natychmiast, bez konieczności ponownego nastawiania. Jest to możliwe dzięki temu, że dane parametryczne są przesyłane do zaworu za pośrednictwem sterownika systemu Motion Terminal. Dodatkową korzyścią jest większa trwałość użytkowa urządzeń w technologii piezo.

Uproszczenia dla fabryk przyszłości

Rozwiązanie Festo Motion Terminal VTEM oparte jest na połączeniu technologii cyfrowej z pneumatyką. To zdumiewająca innowacja, która łączy w sobie zalety pneumatyki, takie jak wytrzymałość oraz łatwość rozruchu i eksploatacji, z korzyściami, które dotychczas zarezerwowane były wyłącznie dla serwopneumatyki lub elektrycznych systemów automatyzacji przeznaczonych do realizacji złożonych zadań z zakresu sterowania ruchem. Oznacza to, że w przyszłości to rozwiązanie będzie w stanie zastąpić wyspecjalizowane funkcje pneumatyki i automatyzacji elektrycznej.

Bądź o jeden krok przed innymi

Festo Motion Terminal zapewnia ogromne korzyści producentom maszyn i urządzeń, których maszyny i instalacje mają następujące wymagania:

• częste zmiany parametrów (ciśnienie, czas ruchu, prędkość),
• różne profile przyspieszenia oraz/lub prędkości,
• maksymalne skrócenie czasu cyklu (patrz: system Soft Stop),
• ograniczony dostęp do napędów (napędy zabudowane wewnątrz maszyn),
• wysokie wymagania w zakresie regulacji ciśnienia,
• efektywność energetyczna (ruchy krótkie i szybkie lub powolne i długie),
• stałe czasy cyklu (samoregulujące się),
• konstrukcja zapewniająca łagodne warunki pracy komponentów i minimalizująca drgania (płynne, kontrolowane ruchy),
• wysokie wymagania w zakresie diagnostyki (np. przecieku),
• ochrona know-how.

FESTO Sp. z o.o.
Janki k. Warszawy
ul. Mszczonowska 7, 05-090 Raszyn
tel. 22 711 41 00, fax 22 711 41 02
e-mail: festo_poland@festo.com
www.festo.com/motionterminal
www.festo.pl

źródło: Automatyka 5/2018