Újradefiniált vezérlési architektúra - az IO-Linknek köszönhetően
Az egy az egyben megoldás az I/O és a biztonság számára növeli a berendezések teljes hatékonyságát (OEE)
Iparág:Élelmiszer- és csomagolóiparÜgyfél: Vállalkozói tevékenység:CP Packaging
A CP Packaging a wisconsini Appletonban vízszintes formázó-, töltő- és zárógépeket gyárt elsősorban az élelmiszeripar számára. A vállalat a Balluff IO-Link vezérlési architektúráját integrálta VisionPak™ vákuumcsomagoló gépeibe, és mostantól a Balluff biztonsági megoldásának és a rendszerben lévő analóg és digitális eszközök hatékony kezelésének és konfigurálásának további előnyeit élvezheti.
Mivel a gyártók a hatékonyság és a növekedés növelése érdekében igyekeznek olyan intelligens gyári koncepciókat bevezetni, mint például az ipari dolgok internete (IIoT) technológiák, elengedhetetlen, hogy szem előtt tartsák a biztonsági megoldásokat. Az IO-Link-en keresztüli biztonsági megoldások az automatizálást és a biztonságot ötvözik, hogy lehetővé tegyék a hatékonyabb termelést, miközben védik a munkavállalókat és az eszközöket.
Amikor Ryan Hartter, a CP Packaging, a Wisconsin állambeli Appletonban található innovatív horizontális vákuumcsomagoló berendezések OEM-gyártója mérnöki vezetője megoldásokat keresett a VisionPak gépeinek biztonsági rendszeréhez, tudta, hogy a biztonsági rendszer konfigurálására, vezérlésére és felügyeletére szolgáló eszközökre van szüksége.
Hartter azután kezdett biztonsági megoldást keresni, hogy megtudta, hogy a korábbi biztonsági megoldását már nem támogatják. A Balluff segítségével egy robusztusabb és értékesebb biztonsági megoldást talált. A Balluff megbízható, robusztus ipari érzékelő, hálózati és ipari azonosító termékek biztosítására specializálódott, hogy megelőzze az állásidőt, kiküszöbölje a hibákat és innoválja az automatizálást ügyfelei számára. A CP Packaging a Balluff IO-Link biztonsági hub modulját előnyös és értékes biztonsági megoldásnak találta. A VisionPak gépek esetében a Balluff IO-Link vezérlési architektúrája jobb funkcionalitást és rugalmasságot biztosított.
A Balluff digitális és analóg I/O és biztonsági megoldásokat biztosított a már meglévő, a CP Packaging által már kifejlesztett, biztonsággal rendelkező Profibus hálózati architektúrához - ez jelentős előny volt a CP Packaging számára. Ez a megoldás csökkenti a kábelezést, könnyebben konfigurálható és valós idejű visszajelzést biztosít minden biztonsággal kapcsolatos adatról. Ez lehetővé teszi a CP Packaging számára, hogy jobban tájékoztassa a felhasználót a biztonsági hiba okáról és pontos okáról.
Miután a CP Packaging felismerte a biztonsági funkciók és képességek értékét, könnyű volt belátni a Balluff-termékek gépekbe történő integrálásának általános előnyeit. A Balluff IO-Link megoldásának és eszközinterfész eszközeinek használata a VisionPak gépen csökkenti a költségeket, csökkenti a munkaerőt és jobb diagnosztikát biztosít - ami az Ipar 4.0 szükséges eleme. És a képességek könnyen kiterjeszthetők az egész raktárra.
A VisionPak gépen a távoli I/O a Balluff IO-Link modulokon - 16 digitális bemenettel/kimenettel rendelkező, konfigurálható modulokon - keresztül kerül továbbításra. Ezenkívül a konfigurálható analóg bemeneti modul az RTD (ellenállásos hőmérsékletmérő eszköz) és a termoelem bemenetekhez szolgál. Ezek a modulok lehetővé teszik a CP Packaging számára a 8 port mindegyikének konfigurálását.
Jelenleg három típust használnak: 0-10 VDC bemenet, 4-20 mA bemenet és PT100 RTD bemenet, mindhárom ugyanazon a 8 portos modulon. Az analóg bemeneti modul nagy rugalmasságot, értékes futásidejű adatinformációkat és egyszerű információkat biztosít, amelyeket a CP Packaging mérnökei az alkalmazás más részeinél is felhasználhatnak - és nem kell több eszközt hozzáadniuk a három különböző típusú adat kezeléséhez.
Hartter szerint az analóg eszközök Balluff IO-Linken keresztül történő csatlakoztatásának további előnye az áramkörök és eszközök, különösen a 277 V-os fűtőberendezésekhez használt RTD-k elkülönítése. Magas páratartalmú környezetben a rendszer egyik nagy előnye, hogy a hibaforrások minimalizálhatók vagy lokalizálhatók. Az RTD-k IO-Link analóg modulra történő áthelyezésével a PLC vázban lévő analóg modulra nincs szükség. A CP Packaging korábbi hálózati architektúrájában a PLC hátlapján lévő drága, átprogramozott analóg IO-modult kellett rövidzárlat esetén kicserélni. A csere után a modult újra kellett konfigurálni egy harmadik féltől származó szoftverrel. Súlyosabb esetekben a rövidzárlat átterjedhetett a PLC hátlapjára, és további állásidőt okozott az alkatrészek cseréje, a további programozás vagy számos más probléma miatt.
Ma a Balluff konfigurálható analóg IO-Link moduljaival az RTD-eszközök a vezérlőszekrény helyett a gépre szerelt IO blokkhoz csatlakoztathatók. Ez a CP Packaging számára rövidzárlat-védelmet biztosít az eszközön és az egyes portokon is. Ez a védelem annyiban értékes, hogy a rövidzárlat csak az adott portot érinti. A rövidzárlat nem kapcsolja ki a főblokkot vagy a hátlapon lévő más eszközöket. Ez védi a teljes hálózatot, és csökkenti a nem tervezett leállásokat. A blokk és az eszköz konfigurálása a PLC-n keresztül történik.
Ez az új konfiguráció leegyszerűsítette az eszközök csatlakoztatását analóg szempontból. A CP Packaging mostantól csak szabványos, négyvezetékes eszközkábeleket használ, amelyek közvetlenül az analóg IO-Link modultól az eszközökhöz futnak, így minimalizálva a kábelezési időt, a költségeket és a hibákat. A PLC szempontjából a szabványos 4 vezetékes kábel használata az analóg eszközökhöz azt jelenti, hogy a skálázásra - az áram hőmérsékletértékekké történő átalakítására - nincs szükség.
Az IO-Link figyeli az értékeket, és megjeleníti azokat a böngésző felületi oldalán. Az IODD (IO Device Description) fájlnak a masterre történő betöltésével a folyamatadatok beolvashatók; egyébként hexadecimális formátumban jelennének meg. A VisionPak gép a 0-10 VDC referenciafeszültséget a weblapon konfigurált paraméterként kapja, szemben bármely számlálóértékkel. A rendszer a hőmérsékleti adatokat Celsiusban adja meg, míg a milliamperben megadott feszültséget az adatok ember által olvasható egységekben történő megjelenítéséhez használja.
A VisionPak gép karbantartása és diagnosztikája során az értelmezhető egységekben megadott analóg visszajelzés megkönnyíti a karbantartó személyzet számára a megértést. További előny, hogy a karbantartó személyzet a hálózatra csatlakozva hozzáférhet a modulok által szolgáltatott információkhoz. Az IO-Link master böngésző interfészoldalon keresztül megkapnak minden információt, valamint a PLC-n kívüli adatokat anélkül, hogy meg kellene szakítaniuk a PLC-programot vagy be kellene tölteniük a HMI-szoftvert. Ezeket egyszerűen megjeleníthetik a HMI-n. Így jobban fel tudnak készülni, és lerövidíthetik a szervizidőt.
Ennek az új, zökkenőmentes IO-konfigurációnak köszönhetően - mind az analóg, mind a digitális eszközök esetében - az indítási idők napokról órákra csökkentek. A CP Packaging analóg eszközeivel a kezelő közvetlenül a HMI-re léphet, és amikor egy eszközt kicserélnek, a kezelő egy gombnyomással közvetlenül az eszközre tölti be a konfigurációt.
A CP Packaging digitális eszközeivel ez a konfiguráció teljes egészében az IO-Link mestereken keresztül kerül átvitelre. A Hartter könnyen hozzáadhat és eltávolíthat szabványos plug-and-play digitális eszközöket anélkül, hogy nagyobb átkábelezésre lenne szükség, és port-szintű diagnosztikával rendelkezik ezekhez a szabványos eszközökhöz. Egy új plug-and-play eszköz automatikusan regisztrálódik, amikor csatlakoztatják. A Balluff segíteni tudott a CP Packagingnek helyet megtakarítani, és a géptereket áttekinthetőbbé és hozzáférhetőbbé tenni.
A Balluff megoldásainak egyértelműen drámaian pozitív hatása volt a CP Packaging számára. A vállalat eredetileg csak a VisionPak gépekben lévő biztonsági rendszerét akarta vezérelni, konfigurálni és felügyelni, de a Balluffal való együttműködés révén egyszerűsíteni tudta a vezérlési architektúrát, és hatékonyabban tudta kezelni és konfigurálni a VisionPak gépekben lévő analóg és digitális eszközöket.
Ezen túlmenően a CP Packaging további előnyöket realizált:
- Nagyobb termelési volumen azonos erőforrásokkal és a gyártási terület bővítése nélkül.
- A berendezések teljes hatékonyságának növelése a tervezett és nem tervezett állásidők csökkentésével.
- A végfelhasználók gépkarbantartási költségeinek csökkenése
A termékekről:
VisionPak Machine