Využití digitálního dvojčete pro projektování výroby a její bezpečnou automatizaci

Typografie
  • Smaller Small Medium Big Bigger
  • Default Helvetica Segoe Georgia Times

V softwarovém nástroji Siemens Tecnomatix Plant Simulation jsme zpracovali digitální dvojče výrobního úseku za tepelným zpracováním.

Zákazníkovi simulační model umožnil ověřit kapacitní možnosti výrobního systému (pro projektovaný počet manipulátorů, bufferovacích pozic a způsob jejich obsazování), navrhnout koncept bezpečné automatizace a podpořit zaškolení personálu.

Doporučení č.1

Cílem není dodávka a instalace zařízení, nýbrž implementace řešení, které splňuje projektované parametry
Vývoj algoritmů řízení pro model probíhal v úzké součinnosti s vývojem aplikačního software pro systém řízení Siemens Simatic S7-1500. Našim cílem bylo vytvoření jednoho společného vývojového diagramu - algoritmu řízení (i když v reálu odlišné syntaxe) a možnost volit/simulovat i na digitálním modelu volby HMI touch panelu.

digitalni dvojce 2019 1

Doporučení č.2

Bezpečná automatizace jako základní stavební kámen, nikoliv nutné zlo roubované ex post
Mnohdy se argumentuje tím, že bezpečnost zpomaluje výrobu. Proto byly do digitálního modelu vloženy bezpečnostní prvky:

  • světelné závory PILZ PSENopt s funkcí muting,
  • bezpečnostní dveřní systémy PILZ PSENdoor a e-stop ovladače.

Testovali jsme různé umístění dveří v oplocení ve vztahu k dimenzovaným bezpečnostním zónám manipulátoru a hledali variantu, která co nejméně omezuje plynulost výroby.
V softwarovém nástroji Siemens Safety Evalutation Tool testovaném společností TÜV byla struktura projektovaných bezpečnostních systémů namodelována, výstupem bylo ověření vztahu PL≥PLr (vypočtená úroveň je vyšší nebo rovna požadované), jak je definováno normou ČSN EN 13849-1. Výrobní úsek je řízen pomocí bezpečnostního PLC Siemens S7-1517F v decentrální konfiguraci.

digitalni dvojce 2019 2

Doporučení č.3

Je důležité mít správné informace ve správný čas
Počítačová simulace transportu odhalila významný rozdíl v počtu manipulací za časovou jednotku, závisející na včasné identifikaci transportní palety (čím dříve má manipulátor informaci, tím více času má na rozhodování o zvoleném způsobu transportu). Ta je řešena pomocí keramických štítků s datamatrix kódem ECC-200 s teplotní odolností až 600°C (odolnost RFID tagů končí kolem 200°C a RTLS má konstrukční omezení).
Po vygenerování požadavku na odbavení palety se zařadí požadavek do fronty. Čím více informací/kriterií bude známo (např. obsah palety, který určuje cíl), tím optimálněji budou požadavky na manipulace seřazeny ve frontě. Algoritmus se snaží poskládat manipulace tak, aby manipulátor byl co nejvíce vytížený a nejezdil po 50 metrové dráze prázdný.

digitalni dvojce 2019 3

Doporučení č.4

Mějte dokonalý přehled o pohybu materiálu, polotovarů i finálních výrobků ve výrobním systému
Algoritmus řízení vyhodnocuje různá kritéria, někdy má prioritu co nejrychlejší odbavení palet na vstupu, jindy maximální vytěžování výstupních pozic a například o víkendu má prioritu stohování v mezioperačním bufferu.
Po příchodu stohu do systému se přiřadí každé paletě časová značka. Kromě FIFO lze přidat další kritéria vyskladnění, jako například prioritní vyskladnění určité slitiny (alloy-based), zakázky (order-based) nebo manuální režim (operator–decided, o cíli a času vyskladnění rozhodne operátor).
Stěžejním bodem systému řízení je rozdělení bufferovacích pozic, kterým lze přidělit atribut obsazování (pevně definované pozice, automatické přidělení a nepoužívaná pozice). Aby byla zajištěna vždy dostupná volná pozice, přeskládání musí proběhnout celé najednou.
Počítačová simulace chování digitálního modelu projektovaného výrobního systému pomáhá optimalizovat proces tak, aby počet manipulací byl co nejnižší a byly zajištěny optimální počty bufferovacích pozic pro dané vstupní mixy.

digitalni dvojce 2019 4

Doporučení č.5

Ověřte chování výrobního systému pomocí počítačové simulace na digitálním modelu; jen tak získáte větší jistotu a minimalizujete rizika
Závěrem můžeme konstatovat, že nezáleží na typu a velikosti výrobního systému. Ať už je to větvený dopravníkový systém, výroba polotovarů s využitím meziskladů, montážní linka s větším počtem pracovišť v automotive nebo galvanovna či vanová mořící linka, cíl je vždy stejný: dát odpověď na otázky týkající se ekonomického zdůvodnění, technologické úrovně a kvality, bezpečné automatizace, optimálního způsobu řízení i flexibility do budoucna.
Společnost Taurid Ostrava s.r.o. pořádá pro zájemce o danou problematiku semináře v Ostravě nebo Brně. Domluvte si individuální konzultaci s našimi odborníky.

Taurid Ostrava s.r.o.
Starobělská 3040/56, 700 30 Ostrava
Tel.: +420 599 507 800
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
www.taurid.cz

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cz cervenec 2019s

ElektroPrůmysl.cz, listopad 2019

Číslo je zaměřené na zdroje, zálohování, měření a regulaci elektrické energie.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.

Zajímavé odkazy

Vyšší úroveň bezpečnosti – NKT instal CYKY Dca Inovovaný kabel s vylepšeným materiálem pláště, nešíří plamen, splňuje požární klasifikaci „Dca“.
EATON TOUR 2019 - Inteligentní jištění a ovládání Konstruktéři, projektanti a elektrotechnici jste zváni zdarma na cyklus odborně-technických přednášek po celé ČR pod vedením špičkových odborníků zaměřených především na praktická řešení a ukázky.
IO-Link pro jednodušší instalace IO-Link je odpovědí na otázku, jak stavět stroje efektivnější, flexibilnější a výdělečnější.
TERMOKAMERY.cz – novinky a akční ceny! Vyberte si termokameru přesně dle Vašeho požadavku. Technické poradenství, profesionální přístup, prodej, odborná školení, servis a kalibrace. Vyžádejte si předvedení termokamer zdarma přímo ve vaší firmě!
ENIKA.CZ s.r.o. - E-SHOP Český výrobce a distributor bezdrátových technologií, svítidel a elektrokomponent.
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
 Souhlasím se zpracováním osobních údajů pro potřeby zasílání časopisu zdarma. Informace o zpracování osobních údajů
Časopis vychází 1x měsíčně.