Nově definovaná architektura řízení - díky IO-Link
Komplexní řešení pro I/O a bezpečnost zvyšuje celkovou efektivitu zařízení (OEE)
Průmysl:Potravinářský a obalový průmyslZákazník:CP Packaging
Společnost CP Packaging v Appletonu ve Wisconsinu vyrábí horizontální stroje na tvarování, plnění a uzavírání především pro potravinářský průmysl. Společnost integrovala řídicí architekturu IO-Link společnosti Balluff do svých vakuových balicích strojů VisionPak™ a nyní využívá dalších výhod bezpečnostního řešení společnosti Balluff a efektivní manipulace a konfigurace analogových a digitálních zařízení v systému.
Vzhledem k tomu, že se výrobci snaží zavádět koncepty inteligentních továren, jako jsou technologie průmyslového internetu věcí (IIoT), aby zvýšili efektivitu a růst, je nezbytné, aby pamatovali na bezpečnostní řešení. Bezpečnostní řešení prostřednictvím IO-Link kombinují automatizaci a bezpečnost, aby umožnily efektivnější výrobu a zároveň chránily zaměstnance a majetek.
Když Ryan Hartter, vedoucí inženýr ve společnosti CP Packaging, OEM výrobci inovativních horizontálních vakuových balicích zařízení v Appletonu ve Wisconsinu, hledal řešení pro bezpečnostní systém na svých strojích VisionPak, věděl, že potřebuje nástroje pro konfiguraci, řízení a monitorování bezpečnostního systému.
Hartter začal hledat bezpečnostní řešení poté, co se dozvěděl, že jeho předchozí bezpečnostní řešení již nebude podporováno. Se společností Balluff našel robustnější a hodnotnější bezpečnostní řešení. Společnost Balluff se specializuje na poskytování spolehlivých a robustních produktů pro průmyslovou senzoriku, sítě a průmyslovou identifikaci, které jejím zákazníkům umožňují předcházet prostojům, eliminovat chyby a inovovat automatizaci. Společnost CP Packaging zjistila, že bezpečnostní rozbočovací modul IO-Link od společnosti Balluff je výhodným a hodnotným bezpečnostním řešením. Pro stroje VisionPak nabídla řídicí architektura IO-Link od společnosti Balluff lepší funkčnost a flexibilitu.
Společnost Balluff poskytla digitální a analogové vstupy/výstupy a bezpečnostní řešení pro stávající bezpečnostní síťovou architekturu Profibus, kterou společnost CP Packaging již vyvinula - to byla pro společnost CP Packaging velká výhoda. Toto řešení omezuje kabeláž, je jednodušší na konfiguraci a poskytuje zpětnou vazbu v reálném čase o všech údajích souvisejících s bezpečností. To umožňuje společnosti CP Packaging lépe informovat uživatele o příčině a přesném důvodu bezpečnostní chyby.
Jakmile si společnost CP Packaging uvědomila hodnotu bezpečnostních funkcí a možností, bylo snadné pochopit celkový přínos integrace produktů Balluff do strojů. Použití řešení Balluff IO-Link a nástrojů rozhraní zařízení na stroji VisionPak snižuje náklady, snižuje pracnost a poskytuje lepší diagnostiku - nezbytnou součást pro Průmysl 4.0. A jeho možnosti lze snadno rozšířit na celý sklad.
Na stroji VisionPak jsou vzdálené I/O směrovány prostřednictvím modulů Balluff IO-Link - konfigurovatelných modulů se 16 digitálními vstupy/výstupy. Kromě toho se konfigurovatelný modul analogových vstupů používá pro vstupy RTD (odporový teplotní přístroj) a termočlánků. Tyto moduly umožňují konfigurovat každý z 8 portů CP Packaging.
V současné době se používají tři typy: vstup 0-10 VDC, vstup 4-20 mA a vstup PT100 RTD, všechny na stejném 8portovém modulu. Modul analogových vstupů poskytuje velkou flexibilitu, cenné informace o provozních datech a jednoduché informace, které mohou inženýři společnosti CP Packaging použít pro další části aplikace - a nemusí přidávat více zařízení pro zpracování tří různých typů dat.
Podle Harttera je další výhodou připojení analogových zařízení prostřednictvím rozhraní Balluff IO-Link izolace obvodů a zařízení, zejména odporových teploměrů používaných pro 277V ohřívače. V prostředí s vysokou vlhkostí je hlavní výhodou systému možnost minimalizovat nebo lokalizovat zdroje chyb. Přesunutím odporových teploměrů do analogového modulu IO-Link odpadá nutnost použití analogového modulu v šasi PLC. V předchozí síťové architektuře společnosti CP Packaging bylo nutné v případě zkratu vyměnit drahý přeprogramovaný analogový IO modul v základní desce PLC. Po výměně pak bylo nutné modul znovu nakonfigurovat pomocí softwaru třetí strany. V závažnějších případech se mohl zkrat rozšířit do základní desky PLC a způsobit další prostoje kvůli nutnosti výměny dílů, dalšímu programování nebo řadě dalších problémů.
Díky konfigurovatelným analogovým modulům IO-Link od společnosti Balluff lze dnes odporová zařízení připojit k bloku IO namontovanému na stroji namísto v rozváděči. To poskytuje CP Packaging s ochranou proti zkratu na zařízení a také na každém portu. Tato ochrana je cenná tím, že zkrat ovlivní pouze daný port. Zkrat nevyřadí z provozu hlavní blok ani ostatní zařízení na zadní desce. To chrání celou síť a snižuje neplánované výpadky. Konfigurace bloku a zařízení se provádí prostřednictvím PLC.
Tato nová konfigurace zjednodušila připojení zařízení z analogového hlediska. CP Packaging nyní používá pouze standardní čtyřvodičové kabely zařízení, které vedou přímo z analogového modulu IO-Link k zařízením, což minimalizuje čas, náklady a chyby při zapojování. Z pohledu PLC znamená použití standardního čtyřvodičového kabelu pro analogová zařízení, že není nutně vyžadováno škálování - převod proudových hodnot na hodnoty teploty.
IO-Link sleduje hodnoty a zobrazuje je na stránce rozhraní prohlížeče. Nahráním souboru IODD (IO Device Description) do řídicí jednotky lze načíst procesní data; jinak by se zobrazovala v hexadecimálním formátu. Zařízení VisionPak přijímá referenční napětí 0-10 VDC jako parametr nakonfigurovaný na webové stránce, na rozdíl od jakékoli hodnoty čítače. Systém poskytuje údaje o teplotě ve stupních Celsia, zatímco napětí v miliampérech se používá k zobrazení údajů v jednotkách čitelných pro člověka.
Pro údržbu a diagnostiku stroje VisionPak je analogová zpětná vazba ve smysluplných jednotkách pro pracovníky údržby srozumitelnější. Další výhodou je, že se pracovníci údržby mohou připojit k síti a získat přístup k informacím poskytovaným samotnými moduly. Prostřednictvím stránky hlavního rozhraní prohlížeče IO-Link získají všechny informace i data, která jsou externí pro PLC, aniž by museli přerušit program PLC nebo načíst software HMI. Mohou je jednoduše zobrazit na HMI. Díky tomu jsou lépe připraveni a mohou zkrátit servisní časy.
Díky této nové bezproblémové konfiguraci IO - pro analogová i digitální zařízení - se doba uvedení do provozu zkrátila ze dnů na hodiny. U analogových zařízení CP Packaging může obsluha přejít přímo do HMI a při výměně zařízení stačí stisknout tlačítko a konfigurace se načte přímo do zařízení.
U digitálních zařízení CP Packaging se tato konfigurace přenáší výhradně prostřednictvím IO-Link masterů. Společnost Hartter může snadno přidávat a odebírat standardní digitální zařízení typu plug-and-play bez nutnosti zásadního přepojování a má pro tato standardní zařízení diagnostiku na úrovni portů. Nové zařízení typu plug-and-play se po připojení automaticky zaregistruje. Společnost Balluff mohla společnosti CP Packaging pomoci ušetřit místo a zpřehlednit a zpřístupnit prostory strojů.
Řešení společnosti Balluff mělo pro společnost CP Packaging jednoznačně dramaticky pozitivní efekt. Původně chtěla společnost ve svých strojích VisionPak pouze ovládat, konfigurovat a monitorovat bezpečnostní systém, ale díky spolupráci se společností Balluff mohla zjednodušit svou řídicí architekturu a efektivněji spravovat a konfigurovat analogová a digitální zařízení ve strojích VisionPak.
Kromě toho společnost CP Packaging realizovala další výhody:
- Vyšší objemy výroby se stejnými zdroji a bez rozšiřování výrobních prostor.
- Zvýšení celkové efektivity zařízení díky snížení plánovaných i neplánovaných prostojů
- Snížení nákladů na údržbu strojů pro koncové uživatele
O produktech:
VisionPak Machine