Creșterea nivelului de digitalizare, cicluri mai scurte de dezvoltare, cerințe mai exigente din partea clienților și creșterea deficitului de forță de muncă specializată – universul automatizării se transformă cu viteză uimitoare. Cam tot ceea ce a fost de bază în producție până în prezent, este pus acum la încercare. Ceea ce cândva se întrevedea slab la orizont, s-a transformat, într-un timp foarte scurt, în obiective concrete: Proiectare modulară, standardizată și asistată digital. Instalare și punere în funcțiune mai simplă și rapidă, mai multă flexibilitate pentru producție și în același timp intervale de prelucrare mai scurte, utilaje mai sigure și procese mai eficiente de service și întreținere. Toate acestea digitalizate la înalt nivel, astfel încât datele din utilaj să poată fi accesate oricând și de oriunde. Acum este momentul pentru geamănul digital?
Murrelektronik are răspunsul la toate aceste cerințe și prezintă, prin Vario-X, o platformă de automatizare modulară și extrem de flexibilă cu care toate funcțiile de automatizare pot fi implementate complet descentralizat în premieră, adică fără o arhitectură a panoului de comandă. Vario-X aduce senzorii și actuatori în universul direct al utilajelor și asigură, la integrarea impecabilă a servopropulsiilor descentralizate, un management fiabil al tensiuni, semnalului și datelor. Elementele esențiale ale Vario-X sunt carcasele robuste, rezistente la apă și praf, cu clasa de protecție IP65, care includ alimentarea cu tensiune, unitatea de control, switchuri, tehnica de siguranță și modulele IO. Acestea pot fi conectate simplu unul lângă celălalt într-o magistrală backplane robustă cu Profil structural integral al utilajului. Astfel întreaga stație poate fi conectată fără altă protecție în toate sistemele de profiluri uzuale și rezistă în cazuri extreme chiar și la solicitarea în cazul călcării pe ele. Dotat cu un CPU Multicore, controlerul Vario-X este adecvat tuturor cerințelor și poate fi integrat ca platformă de control deschisă în toate rețelele de ethernet industriale superioare.
Geamănul digital pentru planificare, instalare, operare și service
Instalația automatizată cu Vario-X are încă de la început un geamăn digital. O replică mobilă 1:1 a instalației reale, care include toate funcțiile și toți parametrii sistemului ulterior – și asta încă din faza de proiect, chiar înainte de a fi comandată sau montată prima componentă mecanică.
Murrelektronik cinematizează în acest scop fișierele construcției utilajelor și instalațiilor într-un software special în care pot fi simulate mișcările și procesele ulterioare. În acest sens, pe modelul virtual rulează același program de comandă ca ulterior pe utilajul real. Instalația poate fi „prezentată” prin intermediul unei aplicații, pe mobil sau tabletă, direct în viitoarea hală de producție. Astfel, procesele ulterioare pot fi simulate încă dinainte de a construi instalația, iar posibilele riscuri de coliziune sau probleme la montaj pot fi identificate în timp util. Proiectarea traseelor ulterioare de cablu și a posibilelor extinderi se simplifică, de asemenea, considerabil. Pe de o parte, fiindcă proiectarea se poate realiza tot mai mult fiind asistată de inteligență artificială și astfel, este mai puțin predispusă la erori.
Întreținere predictivă
Geamănul digital are, de asemenea, o contribuție importantă în ceea ce privește monitorizarea condițiilor și întreținerea predictivă în timpul funcționării. Prin utilizarea inteligenței artificiale, în combinație cu geamănul digital al Vario-X, folosirea devine însă vizibil mai simplă: Dacă datele sunt citite prin intermediul unor instrumente software și de analiză corespunzătoare, anomaliile de pe parcursul procesului pot fi identificate și pot fi inițiate în timp util măsuri în vederea remedierii lor. Vario-X măsoară acuratețea proceselor de automatizare direct în teren, conform abordării Lab-to-Field. Datorită faptului că geamănul cunoaște și componentele necesare, acestea pot fi externalizate sau comandate în avans. În cel mai bun caz, astfel pot fi evitate complet defecțiunile utilajelor – fără ca piesele să fie înlocuite inutil de des. Datorită analizei pe termen lung a datelor colectate se pot emite, de asemenea, afirmații cu privire la eficiența energetică și se pot efectua simulări ale diferitelor modificări de proces, care oferă informații despre un posibil potențial de economisire.
Faptul că Vario-X, cu geamănul său digital, poate supraveghea practic permanent utilajul, oferă inclusiv informații valoroase despre influențele mecanice și termice la care este expus utilajul. Acesta este un mare avantaj în contextul noilor modele de afaceri, în care utilajele sunt tot mai des închiriate, în loc să fie vândute, iar proprietarul instalației este foarte interesat să știe cum este manipulat utilajul său.
Elementele esențiale ale Vario-X sunt carcasele robuste, rezistente la apă și praf, cu clasa de protecție IP65, în care sunt integrate alimentarea cu tensiune, unitatea de control, switchuri, tehnica de siguranță și modulele IO.
Utilajul funcționează prin aplicații
Utilizarea aplicațiilor, asistenții cu comandă vocală și controlul prin gesturi sunt activități zilnice care au devenit indispensabile, datorită smartphone-urilor și ceasurilor inteligente. Așadar, de ce nu ar fi și utilajele controlate la fel de simplu? Datorită Vario-X, punerea în funcțiune este posibilă, de asemenea, prin aplicație, iar un robot poate fi controlat și prin gesturi sau comandă vocală? Așadar, un instrument eficient pentru a scurta punerea în funcțiune și pentru a face munca mai ușoară instalatorilor utilajelor și a utilizatorilor ulteriori. Deviza este: parametrizare în loc de programare. Astfel, capacitatea de acțiune a companiilor se menține în ciuda unui deficit de specialiști calificați.
Prin urmare, Vario-X transpune complet în lumea digitală proiectarea, simularea și monitorizarea ulterioară a funcționării, precum și gestionarea întreținerii unei instalații, iar cu opțiunile disponibile acolo, poate deveni cheia unei tehnologii de automatizare pentru viitor. Deoarece: Lumea industrială se învârte tot mai repede. Perturbările produse de transformarea digitală, timpii mai scurți de dezvoltare și concentrarea în creștere asupra nevoilor individuale ale clienților necesită soluții sustenabile și agile. Procesul clasic, secvențial, de dezvoltare a produselor nu mai poate îndeplini aceste cerințe. Acestuia îi lipsesc transparența și flexibilitatea, iar totodată, intervalele de fabricație sunt prea lungi – ceea ce, în mod inevitabil, duce la costuri în creștere.
Sisteme electronice în loc de pneumatice – spre binele mediului înconjurător
Pe principiul „mai puțin înseamnă mai mult”: Vario-X promovează electrificarea consecventă a proceselor de producție și se opune sistemelor pneumatice cu o alternativă mult mai eficientă. Cu o eficiență de doar aproximativ zece până la 20 la sută, atunci când aerul este folosit ca sursă de energie, se irosește literalmente o cantitate mare de energie. Înlocuirea sistemelor pneumatice cu sisteme electrice – de exemplu în cazul unităților de fixare în carcasa caroseriei – aduce doar avantaje pentru toate părțile implicate: pentru antreprenor, care poate reduce sistemele pneumatice ineficiente, greu de controlat și relativ scumpe din halele sale de producție, pentru planificatorul de producție care se poate concentra acum pe o singură sursă de energie – și anume electricitatea – pentru angajații care pot lucra în sfârșit într-un mediu de lucru vizibil mai silențios și, nu în ultimul rând, pentru mediul înconjurător.
Consumul de energie, respectiv emisiile de CO2 ale unei linii de producție de dimensiuni medii, cu doisprezece unități, scade semnificativ după tranziția de la sistemele pneumatice la cele electrice. Suplimentar, elementul de rețea din sistemul Vario-X este regenerativ, astfel încât energia din sistem poate fi recuperată și injectată înapoi în rețea. Așadar, Vario-X reprezintă un element de bază important pe drumul către fabrica neutră din punct de vedere al emisiilor de CO2.
100% automatizare fără panou – instalare cu 40% mai rapidă
Instalarea și cablarea senzorilor și actuatorilor la Vario-X se face conform principiului Plug-and-Play cu ștechere preconfecționate M12 și MQ15, fără erori și în cel mai scurt timp posibil. Conectorii scumpi cu ștecher M23 au devenit inutili. Astfel nu mai sunt necesare nici lucrările de instalare la panoul de comandă care necesită mult timp și sunt astfel scumpe, cum ar fi dezizolarea, instalarea manșoanelor finale pentru fire și fixarea cu cleme. Dacă nu este suficientă o stație pentru întregul control al utilajului, se pot asambla fără probleme la nivel descentralizat în utilaj alte stații pentru o alimentare suplimentară cu energie electrică și acestea pot fi conectate între ele. De asemenea, modulele IO individuale pot fi instalate și fără magistrală backplane direct pe senzori/actuatori, pentru a recepționa acolo în mod direct semnalele. Acest lucru simplifică structurile utilajelor și reduce semnificativ arhitectura cablurilor.
„Vario-X oferă automatizare descentralizată 100%, panou de comandă”, spune Olaf Prein, șeful Global Business Unit Automation de la Murrelektronik. „Platforma noastră de automatizare asigură procese modulare și transparente, o creștere semnificativă a valorii în toate domeniile companiei și astfel mai multă rentabilitate și competiție în domeniul construcției de utilaje și instalații. Doar datorită conceptului de instalare general, Vario-X reduce instalarea unui utilaj cu peste 40 procente.”
Autor: Olaf Prein este Directorul Global Business Unit Automation la Murrelektronik GmbH.