La unitat intel·ligent a l'era de la indústria 4.0
Amb el ràpid creixement de les aplicacions de la indústria 4.0, els constructors de màquines estan sota pressió per utilitzar menys persones per oferir temps de desenvolupament més curts per a màquines avançades. Creix la necessitat de proporcionar la informació necessària per a la presa de decisions operatives amb dades en temps real. La paraula clau associada a la indústria 4.0 és connectivitat (connexions entre tots els participants en el procés de producció), fins i tot a les fàbriques que encara no han aplicat la indústria 4.0. És important que els components o sistemes siguin almenys compatibles amb els requisits de la indústria 4.0 i que es puguin connectar i comunicar-se amb xarxes internes i externes.
Tot i que és fàcil d'implementar amb components nous, no és realista substituir tots els sistemes existents per garantir la compatibilitat. Això ha donat lloc al desenvolupament d'una varietat de dispositius que proporcionen almenys una connexió bàsica a un sistema Industrial 4.0 sense afectar la lògica d'automatització. El desenvolupament del variador permet als fabricants configurar diverses funcions mitjançant una tecnologia integrada que elimina la necessitat de PLC externs, reflectint els canvis realitzats a les unitats de generació anterior que ofereixen una funcionalitat limitada.
No es requereix cap PLC extern
Els sistemes d'accionament moderns han estat prou intel·ligents per dur a terme el desplaçament posicional i el control de velocitat. La implementació d'aquestes característiques és tan senzilla com veure un correu electrònic mitjançant un telèfon mòbil. Una altra expectativa que ofereix Industry 4.0 és que el sistema d'accionament pugui capturar dades sobre la funcionalitat i el rendiment de la màquina, després configurar les dades i presentar-les al món exterior.
Els fabricants d'accionaments avançats poden configurar una varietat de funcions mitjançant la tecnologia integrada que elimina la necessitat de controladors lògics programables (PLC) externs. Per exemple, els servoaccionaments més recents inclouen el sistema operatiu de controlador programable 61131-3 de la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC). Això reflecteix els canvis fets a la generació anterior de controladors que proporcionaven una funcionalitat limitada.
Es necessita temps per entendre completament les implicacions d'aquests avenços en la unitat, però les unitats intel·ligents actuals tenen la capacitat de resoldre els reptes de control en temps real, que és un aspecte important de la indústria 4.0. S'elimina el PLC i l'accés directe al variador elimina els intervals de temps i optimitza el temps de cicle i la consistència del producte.
Mantenir sincronitzat
Fins i tot si un sistema d'accionament conté una determinada eina de resolució de problemes o bloc de funcions, encara s'enfronta al repte de sincronitzar diversos moviments en una màquina. En el cas que el sistema de bus utilitzat sigui incert, la solució que es pot utilitzar és permetre que els accionaments es comuniquin sense haver de tornar al sistema de control central. Aquí és on el sistema de bus determinista com SERCOS III és autònom. Un sistema determinista no és un requisit previ necessari per a l'aplicació de la indústria 4.0. La unitat pot emmagatzemar dades en temps real i enviar-les al sistema amunt d'una manera no determinista.
Ara que hi ha una varietat d'eines avançades disponibles a la unitat, és important triar l'eina adequada. L'objectiu hauria de ser permetre als programadors creadors de màquines sense experiència específica accedir i utilitzar aquestes funcions. Es recomana utilitzar blocs de funció PLC provats i provats que es puguin utilitzar amb PLC sota l'estàndard IEC 61131-3 i fins i tot es poden combinar amb programació lògica d'escala.
Ara hi ha una gran varietat de blocs de funció disponibles que es poden seleccionar per a cada aplicació. El que poden fer és recollir informació d'ubicació a la cinta transportadora, el control de la màquina de bobinar fins al control de registre de bucle tancat i fins i tot crear trajectòries de moviment completes per a talladors creuats i segelladors creuats.
Crear una HMI
La interfície humà-màquina (HMI) és un altre component clau de la indústria 4.0. En el passat, la creació d'interfícies per a màquines i operadors requeria la intervenció d'un PLC central i un sistema de bus per enviar informació i variables crítiques de configuració de la màquina al variador. La informació de diagnòstic i d'estat de la màquina es torna a importar al PLC abans de mostrar-se a l'HMI.
Tot i que els sistemes de bus moderns poden fer-ho, pot requerir molt treball de programació i pot ser innecessari quan el sistema d'accionament conté tota la informació necessària. Per resoldre aquest problema, molts sistemes d'accionament contenen totes les eines necessàries per crear una HMI. En alguns casos, el PLC central pot no ser necessari perquè la unitat pot utilitzar una gamma completa d'entrades i sortides, que prèviament estaven connectades al PLC.
El factor clau que cal controlar és el temps necessari per configurar i depurar la màquina. Les unitats intel·ligents ara ofereixen una sèrie d'eines que redueixen el temps d'inici mitjançant el moviment dels eixos optimitzat i la sincronització de processos.
Aquestes eines d'arrencada ràpida estan dissenyades per moure l'accionament en les primeres etapes de la posada en marxa de la màquina, fins i tot quan el programari de control de la màquina encara no s'ha instal·lat al sistema. El resultat és una prova ràpida i senzilla del rendiment mecànic de la màquina utilitzant només eines informàtiques bàsiques com ara telèfons mòbils o tauletes.
Ajuda a mantenir
Els sistemes d'accionament intel·ligents poden participar en estratègies de manteniment proactiu a mesura que es proporcionen amb un conjunt complet d'eines clau que poden realitzar funcions de manteniment predictiu crítiques, minimitzant l'esforç de programació addicional. Aquest programari es pot configurar per supervisar contínuament l'estat del rendiment de la màquina en temps real i l'estat del procés. Això inclou l'anàlisi de la forma d'ona mitjançant l'anàlisi dels canvis de temperatura, així com la comprovació de la reacció, l'augment de la fricció o la sobrecàrrega del procés.
Si es produeix una condició d'error, es genera un codi i s'envia a l'HMI. Si trobeu un problema crític que requereix que la màquina deixi de funcionar, podeu prendre decisions dins de la unitat per minimitzar el risc de pèrdua de producció i danys a la màquina.
Industry 4.0 ofereix una potència de processament millorada i una funcionalitat millorada per a unitats intel·ligents. Això aporta més oportunitats a les empreses manufactureres per optimitzar la programació, la producció i el manteniment. Com que en molts casos els requisits de PLC es redueixen o fins i tot ja no es necessiten, es poden crear màquines més avançades en menys temps.
