Tendence vývoje nízkonapěťových rozvaděčů pro zpracovatelský průmysl směřují k propojení výroby s řídicí úrovní. Rozhodující v této oblasti je, aby přístroje schopné komunikace používali přímou a bezpečnou výměnu dat.
Komunikační standard OPC Unified Architecture (OPC UA) umožňuje neomezený přístup k datům motorů z rozvaděče. S rostoucí digitalizací průmyslu se proto mění role rozvaděče nízkého napětí. Pokud se dříve rozvaděče používaly hlavně pro jištění a rozvod elektrické energie, tak dnes procesní inženýři a výrobci rozvaděčů hledají cesty, jak je proměnit v inteligentní podsystémy. Toho lze dosáhnout použitím systému řízení motoru jako je Simocode pro společnosti Siemens.
Ve zpracovatelském průmyslu hrají hlavní roli parametry, provozní stavy, množství a hodnoty. V podstatě platí, čím detailnější data jsou k dispozici, tím lépe mohou běžet procesy. Nicméně ne každá informace putuje do systému řízení výroby, inženýring a technické požadavky by pak byly příliš komplexní a hlavně redundantní.
Nové možnosti otevírají řešení podle principů Průmyslu 4.0.
Problém redukce dat může vyřešit trend inteligentních systémů na nejnižší polní úrovni. Pokud jsou informace předzpracovány a vyměněny paralelními komunikačními cestami, odlehčí se zatížení procesního řídicího systému, i když bereme do úvahy více dat z provozu.
Systém řízení motoru Simocode pro zaznamenává nejen elektrické veličiny, jako jsou proud, napětí, výkon, ale i statistické informace pomocí provozních hodin a čítačů sepnutí. Zařízení slouží jako poskytovatelé údajů; tímto se aktor, v tomto případě motorový vývod, stává senzorem. Systém řízení motoru zná důležité proměnné týkající se pohonů ve zpracovatelském průmyslu a sdílí je s rozvaděčem. Z rozvaděče pak řídicí systém v případě potřeby přijímá příslušné informace. Vzniká tak důležitý spojovací článek v přímém propojení sítí směřující k Průmyslu 4.0.
Komunikační protokol OPC UA
Komunikační technologie na úrovni stroje vyžaduje bezproblémovou výměnu dat. To splňuje protokol OPC UA, známý také jako standard IEC 62541. Jeho architektura je orientovaná na služby (SOA – serviceoriented architecture). Struktura se skládá z několika vrstev, přičemž komunikační standard poskytuje nezávislost na platformě, rozšiřitelnost, vysokou dostupnost a schopnosti internetu. Vytváří základ pro inteligentní propojení informací, který přenáší metadata ke kontrolerům, serverům, stejně jako do systémů MES a ERP, s ohledem na různé potřeby a situace. Přenosové rychlosti jsou přitom vysoké a bezpečné.
Trend směrem k inteligentním motorovým rozvaděčům MCC (Motor Control Center)
Ve zpracovatelském průmyslu jsou rozšířeny rozvaděče pro řízení chodu motorů. Jejich úkolem je co nejrychleji zabránit přerušením nebo dokonce odstávkám výrobya v ideálním případě se jim úplně vyhnout. V tomto odvětví jsou motorové vývody standardizovány pro provoz elektrických motorů s čerpadly, ventilátory a kompresory a dávají polní úrovni strukturu, která se ukázala být výhodná jak pro lokální sběr dat, jejich zpracování a přenos do řídicí úrovně, tak i v případě potřeby výměny motorového vývodu.
Elektronické přístroje integrující řídicí, spínací a ochranné funkce motorů, namísto dřívějších několika vzájemně propojených jednotlivých zařízení, šetří místo v rozvaděči, což zvyšuje flexibilitu použití, snižuje inženýrskou náročnost a poskytuje podstatně více různorodých dat.
Provozovatelé zařízení často používají rozvaděče nízkého napětí Sivacon S8 společnosti Siemens, protože tyto spínací přístroje se schopností komunikace po Ethernetu mohou být integrovány do výsuvných jednotek inteligentních motorových rozvaděčů (iMCC). Ve spojení s komunikačním rozhraním OPC UA se mohou informace vyměňovat přímo mezi polní úrovní, HMI, MES, ERP nebo SCADA, bez nadměrného přetížení stávající komunikační struktury.
Komunikační kanál zabezpečený proti manipulaci
Současný trend využívat stále většího počtu informací a metadat pro optimalizaci procesů vede ke zvyšování nákladů výrobců strojů a zařízení. Komunikace je vedle softwaru, bezpečnosti a služeb jedním ze čtyř základních prvků digitální továrny. Polní úroveň je přímo spojená s kontrolní úrovní, proto odolnost proti nedovolené manipulaci protokolu OPC UA hraje důležitou roli. Podle německého Spolkového úřadu pro informační bezpečnost (BSI) má tento unifikovaný a celosvětově uznávaný průmyslový protokol vestavěné bezpečnostní prvky a je považován za klíčový krok na cestě k Průmyslu 4.0. Podle jejich analýzy obsahuje šifrovací mechanismy a pracuje bez slabých míst.
OPC UA umožňuje implementaci vertikálních integračních konceptů přímo přes řídicí jednotku. Informace jsou bezpečně přepravovány od úrovně výroby až do ERP systému nebo cloudu prostřednictvím kaskády komponent s protokolem OPC UA. Přenosový protokol OPC UA umožňuje i přímé srovnání polních dat s řídicí úrovní.
Systém řízení motorů jako poskytovatel dat
Systém řízení motorů Simocode pro společnosti Siemens umožňuje přenášet data o spotřebě pohonu přímo ze systému řízení motoru do centrální správy dat firmy. Tuto funkci lze doplnit o přenos informací do jiných systémů, jako je plánování údržby nebo systémy pro sledování stavu zařízení. Simocode pro používá pro přenos dat protokol OPC UA. Nejnovější specifikace OPC UA je schopna přenášet údaje ze stroje, jako jsou regulované veličiny, naměřené hodnoty, parametry, a navíc umožňuje plnit další důležité úkoly, jako například ochranu před manipulací (zabezpečení). Průmyslové rozvaděče se stávají poskytovatelem dat ve stále více digitalizovaném a zasíťovaném průmyslu.
Výhody Simocode pro s protokolem OPC UA:
- přímé a rychlé sledování dat v místě rozvaděče,
- rychlý a včasný zásah v případě poruchy,
- data o spotřebě spotřebiče přímo z rozvaděče zajišťují efektivní řízení spotřeby energie,
- centrální zobrazení a vyhodnocení provozních podmínek pro rozšířené funkce údržby.
Nová verze softwaru Simocode ES V14
Simocode ES je centrální softwarový balík pro konfiguraci, provozování a diagnostiku systému řízení motoru Simocode pro. Aktuální verze softwaru V14 je dodávána s celou řadou nových a vylepšených funkcí a umožňuje snadnou integraci do jednotného vývojového prostředí TIA Portal. Verze 14 přináší vylepšení pro vývojové a křivkové grafy dat a naměřených hodnot, lepší strukturu knihovny, migraci projektu a přidané funkce směrování (routing) přes Ethernet.
Ve verzi V14 byla optimalizována funkce nahrávání záznamu, která umožňuje vytvářet současně různé stopy. Dále lze kombinovat několik oken průběhů a data shromáždit k porovnání v jediném náhledu. Záznamy jsou nyní podrobnější a zobrazeny se zřetelně větší transparentností a ovladatelností.
Větší flexibilita, transparentnost a jednoduchost
Úplnou novinkou je funkce směrování přes Ethernet. To umožňuje vytvořit jednoduché a co je nejdůležitější, bezpečné spojení pro přístroje Simocode i v případě, že PC není přímo připojeno do stejné sítě. Další inovace ve verzi V14 se týkají struktury knihovny. Nově mohou být uloženy nejen kompletní přístroje, ale také jednotlivé plány a záznamy sledování dat, které byly vyhotoveny. Jednotlivé prvky knihovny jsou uloženy v TIA Portalu a mohou být opět zpřístupněny pro další projektování.
Vylepšena byla také migrace projektu. Zatímco předchozí verze umožňovala pouze postupnou migraci po jednotlivých projektech ze Simocode ES Classic do TIA Portalu, nyní je možné vybrané projekty seskupit a převést je dohromady.
Rozšířené možnosti softwaru Simocode ES 14 znamenají snadnější ovládání, zvýšenou transparentnost a efektivitu a zároveň nabízejí větší flexibilitu a bezpečnost.
Více informací naleznte na www.siemens.cz/simocode
