Mașini Modulare

Principiul modularității

Ideea de bază a modularității în ingineria mecanică este de a împărți mașinile complexe în module, astfel încât să poată fi asamblate individual cu un număr tot mai mare de piese identice. Combinația acestor module acoperă varianța tipurilor de mașini. Datorită economiilor de scară pe care le realizează, mașinile modulare pot fi fabricate mai rapid și mai rentabil. În plus, pot fi puse în funcțiune mai rapid și extinse cu o mai mare flexibilitate.

Sunt necesare interfețe standardizate pentru a se asigura faptul că unitățile pot fi combinate ușor și rapid. Acestea includ interfețe mecanice, dar și cele necesare pentru transmiterea energiei electrice, pentru comunicații și, dacă este necesar, pentru aer comprimat. Modularitatea nu este o caracteristică care poate fi definită cu un da sau un nu categoric. În schimb, variază de la modularitate scăzută la modularitate absolută.

Automatizarea descentralizată promovează modularizarea

Modularizarea consecventă nu este posibilă cu cablarea punct-la-punct din dulapul central de comandă. Aceste structuri centrale fac dificilă înlocuirea unui modul sau extinderea unei mașini. Modulele mașinilor necesită structuri autonome. Acestea pot fi implementate în cutii mici de control la fața locului pe modul folosind componente IP20.

Multi-part modular machine with IP67 decentralized I/O components.

Modulele de I/O descentralizate IP67 facilitează interconectivitatea și reduc costurile de cablare

Cu toate acestea, cablarea și instalarea sunt de obicei mai complexe decât pentru componentele cu clasă de protecție IP67, care pot fi montate direct pe mașină fără alte măsuri de protecție suplimentare. Cu toate acestea, dacă anumite componente nu sunt certificate IP67 sau dacă se aplică cerințe speciale în legătură cu proiectarea igienică, conformitatea alimentară sau rezistența chimică, soluțiile IP20 montate în carcase de protecție sunt adesea esențiale.

Componentele de automatizare IP67 facilitează interconectivitatea modulelor. Componentele I/O descentralizate pentru montarea directă în câmp permit colectarea semnalelor in modul direct la punctul de generare și cuplarea de la modul la modul printr-o conexiune Ethernet - și toate fără un dulap de control. Acest lucru reduce costurile de instalare și scurtează timpul de punere în funcțiune la sediul clientului final.

Spannere-le IP67 realizează conversia între protocoale Ethernet

Mașinile și modulele cu diferite protocoale Ethernet pot fi conectate direct pe teren cu un efort minim folosind „spanner-e”. Punerea în funcțiune și interconectivitatea sunt ușurate și eficiente prin utilizarea standardelor convenționale de comunicații. Acest lucru este valabil mai ales în ingineria mecanică modulară.

Three gray, stylized machines are each positioned on a panel with the logo of the Ethernet protocols PROFINET, Ethernet/IP and Modbus TCP

Internaționalizare simplificată: Spanner-ele realizează conversia între protocoale Ethernet

Concepte de siguranță descentralizate

Aplicațiile care necesită automatizare sigură pot fi, de asemenea, planificate și implementate într-o strategie de proiectare modulară. Cu același concept de alimentare și date, orice semnal de siguranță de la senzori sau întrerupătoare de oprire de urgență poate fi colectat ușor și eficient.

Sketch shows the schematic structure of a safety application with HMI, , Ethernet connection lines, icons for safety functions and I/O modules for connecting them

Modulele de siguranță controlează funcțiile de siguranță pentru fiecare modul în timp ce aplicația standard rulează pe HMI / PLC

Funcțiile de siguranță pot fi, de asemenea, controlate într-o manieră descentralizată de către controlerele de siguranță IP67 direct de pe module. Acest lucru previne cicluri lungi de timp pentru controalele centrale de siguranță, ceea ce permite în cele din urmă distanțe de siguranță reduse pe mașină. Alte avantaje ale soluțiilor de siguranță descentralizate pot fi găsite pe pagina noastră de tehnologie privind siguranța mașinilor.

Video: Modul în care mașinile modulare permit o mai mare flexibilitate

Modularizarea soluțiilor de control

Modularizarea consecventă necesită, de asemenea, diferite funcții de control pentru a fi mutate în modulul mașinii. Aceste funcții pot fi realizate fie din sisteme I/O cu controlere logice integrate, fie din PLC-uri compacte reale. Ambele grupuri de produse - module I/O și controlere - pot fi proiectate în IP20 în cutii de control sau ca versiuni IP67 pentru montare direct pe teren. În acest caz, versiunea IP67 fără dulap de control oferă avantaje clare în ceea ce privește cablarea și flexibilitatea. Logica de siguranță mutată în modulul I/O poate oferi avantaje suplimentare, cum ar fi executarea rapidă a funcțiilor de siguranță sau o arhitectură de siguranță mai eficientă din punct de vedere al costurilor, întrucât nu este necesar niciun control central de siguranță sau F-CPU.

Controlerele la fața locului comunică cu controlere de nivel superior sau HMI în scopuri de control, documentare sau vizualizare. Selectarea soluției de control adecvate depinde de tipul și dimensiunile mașinii. Acest lucru înseamnă că soluțiile de control supradimensionate pot fi evitate. Munca pentru utilizator rămâne minimă, în timp ce eficiența mașinii crește. Deoarece modulul logic la fața locului pre-procesează datele, numai informațiile relevante despre proces trebuie transferate către controlere de nivel superior.

Mutarea inteligenței în câmp

Mutarea inteligenței în teren trebuie configurată în software de către departamentul de inginerie. Modulele mașinii procesează intrările modulelor adiacente ca un sistem autonom și determină acțiunile lor pe această bază. În funcție de complexitatea unui modul, acest lucru poate fi realizat cu componente I/O cu funcții logice sau prin PLC-uri de câmp. Doar informațiile necesare pentru modulul adiacent sunt apoi transferate la interfața dintre două module ale mașinii.

a triangular graphic of the automation pyramid in five layers; center: the triangular graphic with machine functions as icons; right: machine functions are freely connected to each other

Inteligența descentralizată desface structurile rigide ale piramidei convenționale de automatizare

Mutarea funcțiilor software poate oferi multe avantaje:

  • Micșorează solicitarea legăturii principale de comunicație
  • Reduce sarcinile controller-ului principal - și chiar îl poate înlocui complet
  • Testarea modulului se poate face înainte de punere în funcțiune și conectare
  • Se pot integra module produse de o terță parte mai ușor deoarece controlul central poate rămâne neschimbat
  • Instalațiile pot fi extinse mai ușor

Cu cât mașinile sunt modularizate în mod constant și inteligența este descentralizată, cu atât structura rigidă a piramidei de automatizare începe să fie destabilizată. Ierarhiile devin mai transparente, în special la nivelele senzorului / actuatorului, I/O-urilor și controlului.

Select Country

Turck worldwide