SmartWire-DT firmy Eaton Electric steruje systemami transportu karoserii w przemyśle motoryzacyjnym
Szafy sterownicze
Niemiecki producent samochodów klasy premium uruchomił w ramach międzynarodowej współpracy nową linię produkcyjną w Chinach. Jedną z aplikacji składowych było stworzenie systemu dostarczającego komponenty karoserii do poszczególnych stacji spawalniczych oraz integracja tego systemu z automatyką fabryki. Jak wiadomo, zarówno w produkcji samego nadwozia, jak i w procesie łączenia części karoserii w stacjach spawalniczych, wymagana jest precyzja na najwyższym poziomie. Przy współpracy z Eaton Corporation w Szanghaju, wykorzystując system SmartWire-DT, stworzono optymalne rozwiązanie dla takiej aplikacji.
Skomplikowane założenia oraz przetworzenie licznych sygnałów z każdej indywidualnej stacji stanowiły szczególne wyzwanie przy automatyzacji linii produkującej karoserie samochodowe. Żeby zapewnić optymalny proces produkcji, wszystkie napędy systemu transportującego nadwozia oraz wszystkie czujniki odpowiednich stacji spawalniczych musiały być centralnie sterowane i monitorowane. System przenoszenia należało również dostroić do złożonych algorytmów sterowania kontrolą jakości w stacjach spawających.
Dodatkowo rozruszniki silnikowe należało wykorzystać do rozruchu bezpośredniego lub nawrotnego z ochroną silników przed przeciążeniem oraz zwarciem. Styczniki i wyłączniki silnikowe ze znamionowym zakresem pracy od 0,55 do 11 kW były konieczne do sterowania ponad 1200 napędami silnikowymi. Wszystkie informacje statusowe, takie jak sprzężenie zwrotne ze styczników oraz sygnały informujące o wyzwoleniu z wyłączników silnikowych, musiały być dostarczane do centrali i tam monitorowane. Z uwagi na długotrwały proces instalacji i niski poziom elastyczności przy modyfikacjach fabryki, już na wstępie odrzucono konwencjonalne rozwiązania. Nawet gdyby użyto zdalnych We/Wy, tworzenie projektu, budowa i uruchomienie pochłonęłyby zbyt dużo czasu. Konieczne było zatem zastosowanie innowacyjnego rozwiązania całkowicie spełniającego każdy z wymogów klienta.
Rozwiązanie
Aby sprostać wymaganiom, zdecydowano się na styczniki Eaton typu DIL oraz wyłączniki silnikowe PKZ. Użycie bogatych w akcesoria wyłączników PKZ pozwoliło zastosować oddzielne styki pomocnicze odpowiedzialne za blokady oraz oddzielne do sygnalizacji. Rozruszniki zamontowano, używając beznarzędziowych łączników wtykowych (ang. tool-less plug connectors). Rozwiązanie to pozwala na współpracę dwóch oddzielnych elementów łączeniowych w formie jednolitego rozrusznika MSC. W razie potrzeby zapewnia też widoczną przerwę izolacyjną oraz łatwą wymianę stycznika.
Dzięki systemowi SmartWire-DT każdy z rozruszników silnikowych miał zapewnioną szybką i wygodną komunikację z systemem nadrzędnym poprzez Profibus DP.
Jeden z podstawowych atutów systemu SmartWire-DT wynika z faktu, iż konwencjonalna aparatura przemysłowa, taka jak na przykład styczniki DIL, może być integrowana z systemem, dodatkowo redukując proces oprzewodowania o ponad 60 % i znacznie upraszczając samą strukturę układu automatyki. Cała procedura sprowadza się do zatrzaśnięcia na standardowych stycznikach przystawek SmartWire-DT. Zielona taśma SW -DT zapewnia komunikację i dostarcza zasilanie do urządzeń wykonawczych. Do systemu SmartWire-DT, poza rozrusznikami, można podłączyć aparaturę sygnalizacyjną, wyłączniki, a niebawem również układy łagodnego rozruchu (ang. soft start). Ponadto system ten nie wymaga żadnych dodatkowych modułów We/Wy – redukuje zatem ilość potrzebnej przestrzeni montażowej.
Zastosowanie SmartWire-DT w opisywanym projekcie pozwoliło zaoszczędzić prawie 180 godzin (w porównaniu do łączenia metodą konwencjonalną), co przekłada się na niemal 22 dni pracy.
Integracja z istniejącą strukturą automatyki opartej na S7-400 i Profibus DP okazała się niezwykle prosta. Każda linia SmartWire-DT zaczyna się od modułu gateway, w tym wypadku był to Profibus DP (alternatywnie można zaimplementować CANopen, Ethernet IP oraz inne protokoły). W magistralę SmartWire-DT można połączyć do 99 urządzeń typu Slave, z przewodem o maksymalnej długości 600 m. Dzięki zastosowaniu wielu modułów gateway liczba modułów SW-DT Slave, które można podłączyć, jest praktycznie nieograniczona. Adresowanie odbywa się automatycznie, poprzez przyciśnięcie znajdującego się na module komunikacyjnym przycisku. W tym wypadku program sterownika PLC pozostaje niezmieniony – używa się tylko odpowiedniego pliku GSD (dla CANopen byłby to EDS). W aplikacji wykorzystano w sumie 720 m przewodu SmartWire-DT. Oprzewodowanie takiego samego projektu, z zastosowaniem konwencjonalnej metody oprzewodowania, wymagałoby 12 600 m przewodu sterowniczego. Smart-Wire-DT pozwala zatem znacznie wydajnej wykorzystać zasoby, co nie pozostaje bez znaczenia również dla środowiska.
Projekt, instalacja oraz uruchomienie systemu przenoszenia karoserii z wykorzystaniem SmartWire-DT okazały się dużym sukcesem. Dzięki temu produkcja samochodów w Changchun mogła ruszyć już z końcem 2010 r. Jako kolejny etap rozbudowy rozważana jest koncepcja zarządzania energią z użyciem systemu SmartWire-DT. Wyłączniki firmy Eaton mogą być również podłączone do magistrali SmartWire-DT, oferując przy tym możliwość przesłania informacji statusowych, takich jak stan zamknięty/otwarty, sygnalizacja wyzwolenia oraz ostrzeżenia o przeciążeniu, do sterownika PLC. Dodatkowo wyłączniki mogą zdalnie odłączać każde niepotrzebne źródło zużycia energii. Co więcej, moduł pomiarowy XMC firmy Eaton może również monitorować dane zużycia energii, które następnie są odczytywane poprzez system SmartWire-DT.
Jacek Zarzycki
Eaton Electric Sp. z o.o.
Electrical Sector
Oddział Gdańsk
ul. Galaktyczna 30, 80-299 Gdańsk
tel: +48 58 554 79 73, fax: +48 58 554 79 09
www.moeller.pl, www.eaton.com
www.eaton-automation.com
source: Eaton Electric