Automatyka dla początkujących – część 2

Firma Balluff od lat dzieli się swoją wiedzą ze studentami kierunków związanych z automatyką przemysłową, a także z młodymi inżynierami, którzy dopiero rozpoczynają swoją karierę. Przedstawiciele firmy obecni są również na różnego rodzaju spotkaniach branżowych i konferencjach – to jednak nie wszystkie działania, jakie Balluff Polska podejmuje kierunku edukacji z zakresu automatyki przemysłowej.

Oprócz wyżej wymienionych działań powstał poradnik, stworzony przez specjalistów firmy Balluff. Nosi on nazwę „Podstawy automatyki”. W poprzednim artykule na blogu z tej serii przybliżyliśmy pierwsze trzy tematy (analogia pomiędzy człowiekiem i maszyną, metody detekcji oraz dokonywania pomiarów w aplikacjach przemysłowych), a także przekonywaliśmy czytelników o tym, że w drodze do zdobywania wiedzy nie należy się zatrzymywać. Dziś przedstawimy kolejne trzy zagadnienia.

Lekcja 4: Identyfikacja obiektów. Systemy RFID i czytniki kodów kreskowych

Jednym z najpopularniejszych rozwiązań z zakresu automatyki przemysłowej jest identyfikacja obiektów. Może się ona odbywać na kilka sposobów, jednak najbardziej efektywne z nich to system RFID oraz czytniki kodów kreskowych. Oba te rozwiązania mają swoje zalety i zawsze należy dobierać je w zależności od potrzeb danego przedsiębiorstwa czy firmy. Dzięki ich zastosowaniu w odpowiedniej konfiguracji można nie tylko identyfikować obiekty, ale również zwiększyć efektywność kontroli produkcji, co przekłada się na oszczędności zakładu w kwestii naprawy wadliwych produktów, zwracanych w wyniku wykrycia uszkodzeń.

System RFID wykorzystuje się również do śledzenia produktu – o takim jego zastosowaniu pisaliśmy już na łamach naszego bloga przy okazji tekstu o kontroli przejazdów mlekowozów. Rozwiązanie to może pracować w kilku częstotliwościach – ultra wysokiej (UHF), wysokiej (HF) oraz niskiej (LF). Wybór częstotliwości zależy od specyfiki aplikacji oraz warunków środowiskowych, w jakich ta aplikacja działa np. bliskość elementów metalowych. Czytniki kodów kreskowych są z kolei przystosowane do pracy z kodami 1D i 2D, a zasięg ich działania może dochodzić nawet do kilku metrów. Czego jeszcze czytelnicy mogą dowiedzieć się o śledzeniu produktów i identyfikacji obiektów?

• Asset-Tracking, czyli śledzenie produktu za pomocą systemu RFID i czytników kodów kreskowych. W „Podstawach automatyki” przybliżamy przykłady zastosowania tej technologii, a także omawiamy poszczególne elementy, z których składa się system RFID (nośniki danych, głowice odczytu/zapisu i procesory).

• Work-in-Progress, czyli kontrola produkcji zautomatyzowanej linii montażowej dzięki systemowi RFID. Work-in-Progress pozwala na weryfikację zaawansowania procesu montażu oraz jego kontrolę, także pod kątem poprawności zastosowanych komponentów. W ramach tego zagadnienia omawiamy elementy systemu RFID w kontekście takiego trybu pracy oraz prezentujemy urządzenia firmy Balluff, które odpowiadają takiej aplikacji.

• Intralogistyka – to sterowanie przepływem materiałów za pomocą systemu RFID, dzięki któremu odczyt i zapis danych może odbywać się nawet w kilkudziesięciu punktach linii produkcyjnej – pozwala to na jeszcze bardziej efektywną kontrolę produkcji. Zagadnienie to jest również prezentowane pod kątem śledzenia produktu – traceability.

• E-Kanban – to następca zwykłego systemu Kanban, w którym karty bezpośrednio zostały zastąpione nośnikami RFID, a głowica umożliwia odczyt/ zapis danych. W zagadnieniu poruszamy możliwości, jakie daje instalacja takiego systemu oraz korzyści płynące z jego eksploatacji dla przedsiębiorstw produkcyjnych – w tym niezawodne zapewnienie dopływu materiałów do linii produkcyjnej.

Lekcja 5: Połączenia sieciowe. Proste rozwiązania i zaawansowane systemy

Niezwykle ważnym elementem systemów, bez którego nie mogłaby istnieć automatyka przemysłowa, są połączenia sieciowe. Korzystając z analogii przytoczonej w poprzednim artykule, połączenia pełnią taką funkcję w systemie czujników i elementów wykonawczych, jak nerwy w naszym ciele – przekazują polecenia, dane i najważniejsze informacje o działaniu całego układu urządzeń.

W ramach poradnika „Podstawy automatyki” przekazujemy informacje o tym, w jaki sposób informacje generowane przez czujniki zostają przesłane do miejsc, w których są później przetwarzane bądź wykorzystywane. Omawiamy zasady działania przewodów, koncentratorów pasywnych i całych sieci, umożliwiających przesył danych. Warto pamiętać o tym, że sposób podłączania czujników ciągle się zmienia (od okablowania bezpośredniego poprzez koncentratory pasywne, aż po inteligentne połączenia sieciowe. Jakie dodatkowe informacje znajdą czytelnicy, których interesuje właśnie to zagadnienie?

• Sposób, w jaki funkcjonuje transport danych z poziomu urządzeń do poziomu sterowania – omawiamy tematykę bezpośredniego okablowania urządzeń z jednostkami PLC, przedstawiając czytelnikom tło historyczne, z którego wyłoniły się połączenia sieciowe. Pokazujemy, jakie komponenty są niezbędne do tego, aby skonstruować efektywne i niezawodne połączenie pomiędzy czujnikiem a sterownikiem.

• Zbieranie danych przy użyciu koncentratorów pasywnych – skupiamy się na działaniu urządzeń, dzięki którym możliwe jest połączenie wielu przewodów, czujników oraz elementów wykonawczych w jednej wiązce. Do tego służy właśnie koncentrator pasywny – podstawowy sposób na redukcję okablowania i oszczędność miejsca.

• Transmisja danych poprzez moduły sieciowe – w tym podrozdziale prezentujemy przede wszystkim sposób działania sieci przemysłowych, które w sposób uporządkowany realizują przesył sygnałów z rożnych urządzeń. Czytelnicy będą mogli zapoznać się również z różnicami pomiędzy poszczególnymi typami sieci przemysłowych.

• Bezdotykowa transmisja danych, która sprawdza się tam, gdzie ze względu na ruchome części maszyny lub występowanie wysokich obciążeń okablowanie nie jest możliwe. Prezentujemy czytelnikom praktyczne przykłady zastosowania bezdotykowego transportu danych, a także wyjaśniamy, w jaki sposób działa bezdotykowa transmisja.

Lekcja 6: IO-Link. Uniwersalny, inteligentny, prosty w obsłudze

Ostatnim już zagadnieniem, które podejmujemy w ramach cyklu „Podstawy automatyki”, jest objaśnienie czytelnikom zasad działania interfejsu IO-Link. Jest on dla automatyki przemysłowej tym, czym interfejs USB w świecie urządzeń konsumenckich – ustandaryzowanym systemem transmisji i odczytu danych, znacznie ułatwiającym pracę. Czego czytelnicy mogą dowiedzieć się o tym interfejsie?

• Przytaczamy odbiorcom historyczne ramy powstania interfejsu IO-Link, dzięki którym są oni w stanie zrozumieć, jakie wady poprzednich systemów spowodowały konieczność zastąpienia ich nowym rozwiązaniem. Przedstawiamy zalety interfejsu: centralną parametryzację, szybszą komunikację pomiędzy urządzeniami i wysoką jakość sygnału.

• Przedstawiamy IO-Link w kontekście jego hasła reklamowego – „USE”. Producenci, tworząc interfejs, mieli na celu stworzenie rozwiązania uniwersalnego (Universal), inteligentnego, umożliwiającego parametryzację i diagnostykę urządzeń (Smart) oraz łatwego w obsłudze (Easy).

• Prezentujemy urządzenia, które wchodzą w skład systemu IO-Link, czyli: Master IO-Link, będący sercem całego układu, inteligentne czujniki z interfejsem IO-Link – źródło danych dla całego systemu, inteligentne elementy wykonawcze (kolumny sygnalizacyjne i inne urządzenia), a także moduły wejść/wyjść cyfrowych, służące do zwiększenia liczby sygnałów cyfrowych i analogowych.

Powyżej przytoczone tematy to jedynie podstawy automatyki przemysłowej, której zakres rozszerza się do niemal nieograniczonego obszaru. Mamy nadzieję, że przedstawione zagadnienia zachęciły wielu młodych inżynierów czy studentów kierunków technicznych do własnych poszukiwań w zakresie nowej wiedzy i rozjaśniły już nieco posiadane informacje. Nieustannie zachęcamy do odwiedzin profilu Balluff Polska na portalu LinkedIn, na którym znajdują się najnowsze informacje o działalności firmy, a także linki do najświeższych artykułów na blogu.