Abychom mohli snižovat náklady na životní cyklus strojů, potřebujeme získávat souhrnná data od co největšího počtu komponent.
Pomocí inteligentního systému zapojení na úrovni zařízení je možno i jednoduché automatizační komponenty bez schopností autonomní komunikace nákladově efektivně proměnit na chytrá zařízení, která budou poskytovat cenná data pro optimalizaci produktivity, monitorování podmínek a pro prediktivní údržbu.
Neustále rostoucí tlak na snižování nákladů a stále tvrdší konkurence, internacionalizace a globalizace ovlivňují odvětví strojírenství stejně jako mnoho dalších oborů. V případě strojírenství se díky těmto otázkám dostávají stále častěji do popředí provozní náklady, protože stroje jsou namísto několika let běžně používány po celá desetiletí. V důsledku toho pak provozní náklady rychle převažují nad náklady pořizovacími: během sledovacího období deseti let často zjišťujeme, že provozní náklady již překračují náklady pořizovací pětkrát až desetkrát.
Potřebujeme podrobné informace
Aby bylo možno udržet náklady pod kontrolou po celou dobu životního cyklu stroje a identifikovat příležitosti k jejich snižování, je zásadním požadavkem dosažení transparentnosti dat. Prostojům je možno se vyhnout jedině prostřednictvím prediktivní údržby a servisu, pokud dokážeme zaznamenávat podrobné informace o stavu co největšího počtu komponent stroje. Tyto informace současně znamenají, že stroje je možno používat při maximální kapacitě bez rizika vzniku prostoje. Pro přijímání správných rozhodnutí a predikcí ohledně stavu stroje jsou zapotřebí různá data, například informace o stavu stroje, teplotách, dobách přepínání a spotřebě energií.
Dnešní složitější zařízení mají svoji vlastní elektroniku, kterou je možno využívat při zaznamenávání dat a někdy také k jejich předzpracování. Jiná situace však nastává u velkého počtu komponent, které byly připojeny ovládacími kabely k digitálním nebo analogovým vstupům a výstupům používaného řídicího systému. V takových případech je pro dosažení požadované úrovně transparentnosti dat možno použít inteligentní systém připojení a komunikace, jako je SmartWire-DT společnosti Eaton, který poskytuje jednoduché, rychlé a nákladově efektivní řešení. Tento systém nevyžaduje klasické bodové připojení k řídicímu systému pro zapojení jednotlivých spínacích zařízení, senzorů a pohonů. Namísto toho jsou všechna zařízení připojena prostřednictvím osmipólového (zeleného) vodiče s jednoduchými zástrčnými konektory. Kabel SmartWire-DT připojená zařízení napájí a současně podporuje datovou komunikaci.
Komunikační moduly umožňují upgrade jednoduchých zařízení
Velkou výhodou tohoto systému kromě rychlé a snadné instalace jsou jeho speciální komunikační moduly. Jedná se primárně o moduly ASIC vybavené rozhraními pro předávání digitálních a analogových měřicích signálů, procesor pro vykonávání algoritmů nezávislých programů, jakož i o výkonné komunikační rozhraní. Tyto nákladově efektivní a kompaktní moduly je proto možné používat i u jednoduchých automatizačních zařízení. Ta zahrnují například ruční spouštěče či jističe motorů, které zaznamenávají a předzpracovávají informace a integrují je tak jednoduše do procesu sběru dat. Dříve bylo v případě ručních motorových spouštěčů nebo jističů nutno pro sběr informací instalovat příslušné pomocné spínače a digitální vstupy s odpovídající rozsáhlou infrastrukturou, vysokým stupněm plánování a se složitější konstrukcí strojů.
I rozsáhlé strojní vybavení lze rychle zapojit
Komunikační moduly SmartWire-DT umožňují přímou integraci připojených zařízení do centrálního řídicího systému nebo do stávajícího komunikačního prostředí stroje. To platí jak pro tlačítka, stykače, jednoduchá spínací zařízení a čidla, tak pro jednotky, které zajišťují velké množství digitálních a analogových procesních dat, jako jsou ruční motorové spouštěče s měřicí elektronikou, softstartéry a frekvenční měniče. Ke kabelu o délce až 600 m lze připojit až 99 zařízení. I/O moduly se stupněm krytí IP67 také umožňují rychlé propojení velkých strojů se stovkami senzorů. Pokud je později nutný upgrade, nový modul se jednoduše integruje do komunikační linky a nainstaluje se nový senzor. Uživatel může k lince připojit nová zařízení prostřednictvím zástrčného konektoru a konfigurovat je stisknutím tlačítka. Jedná se téměř o „plug-and-play“ proces. Použití drahých sběrnicových komponent s vysokým stupněm ochrany je možno téměř eliminovat a klasické křížové zapojení je možno výrazně omezit či dokonce zcela nahradit.
Přidaná hodnota v celém životním cyklu
Používání této technologie vytváří hmatatelnou přidanou hodnotu po celou dobu životnosti zařízení. Například ve strojírenství je možno lépe a účinněji plánovat logické jednotky se snížením projektového zatížení až o 70 procent, přičemž pracovní zatížení při zapojování, zkoušení a uvádění do provozu je možno snížit až o 85 procent. Systém inteligentního zapojení dokáže zajistit snížení nákladů na životní cyklus elektrické instalace celkem až o 30 procent od projekčního návrhu po servis a údržbu. A navíc díky dosažené transparentnosti dat dojde ke zlepšení diagnostiky a údržby spolu s využitím dostupnosti a kapacity stroje.
Tímto způsobem může například motorový spouštěč integrovaný do stroje prostřednictvím SmartWire-DT zaznamenávat příslušná data jako proud motoru, přetížení a užitečná diagnostická data předtím, než jsou tyto informace poskytnuty v rámci aplikace k dalšímu zpracování. Uživatel je tak schopen včas zjišťovat kritické stavy zatížení motoru a v případě hrozícího odstavení přijmout opatření, které zabrání vypnutí motoru funkcí ochran a souvisejícímu výpadku pohonu. Zaznamenávání proudů motoru také umožňuje trvalý provoz pohonů na vyšších výkonových úrovních a tím zvýšené využití kapacity stroje, aniž by bylo nutno obávat se prostoje z důvodu přetížení.
V případě vypnutí ovšem motorový spouštěč poskytuje podrobné informace o příčině poruchy, například výpadku fáze.
Na úrovni zařízení umožňuje systém inteligentního zapojení a komunikace výrobcům strojů a systémovým integrátorům jednoduše a jednotlivě zaznamenávat všechna data požadovaná provozovatelem. Tato data je pak možno zobrazovat v řídicí stanici nebo pomocí vnitřních indikátorů.
Základy pro 4. průmyslovou revoluci
Je také možné připojení ke cloudu, protože SmartWire-DT je možno připojit ke všem průmyslovým sběrnicím prostřednictvím komunikačních bran, a může se tak stát součástí internetu věcí. Tato data je možno používat v reálném čase pro cloudové služby, jako je monitorování stavu. I v případě, že výrobce v budoucnu změní svoji koncepci řízení, není nutno měnit projekt zařízení na místě ani systém zapojení, protože obvykle stačí pouhá výměna brány. To znamená, že jsou již podporovány nové komunikační standardy jako OPC UA. Integrátoři systémů mohou mít přístup k údajům o stroji a komponentách také prostřednictvím internetu a mohou je využívat například pro účely diagnostiky a servisu.
Komunikační moduly SmartWire-DT však neposkytují pouze vysokou transparentnost dat, ale pomocí své integrované inteligence dělají z každého prvku „chytré“ zařízení. Tato chytrá zařízení jsou schopna přejímat úkoly nezávisle decentralizovaným způsobem, a jsou tak základem pro přechod na 4. průmyslovou revoluci.
Podrobnější informace o získávání transparentních dat pomocí SmartWire-DT najdete ve zprávě “Inteligentní propojení přináší do odvětví strojírenství transparentnost dat”. Tato zpráva je k dispozici ke stažení na adrese www.eaton.eu/cz/iw/sys
