Digitális gyárhoz vákuumtechnika

Kompaktterminál SCTMi: A moduláris felépítésnek köszönhetően akár 16 egyedi ejektor vezérelhető és konfigurálható. A paraméterezés az alkalmazáson keresztül történik. (Kép: J. Schmalz GmbH)

Az elektromos vákuum-generátor ECBPi IO-Link és NFC-vel készült, kifejezetten mobil robotikához és állandó kezelési feladatokhoz kollaboratív robotokkal (Cobots). (Kép: J. Schmalz GmbH)

A vákuum-komponensek gyorsan beépíthetők az alkalmazási környezetbe olyan interfészeken keresztül, mint az IO-Link, Ethernet vagy NFC. Lehetővé teszik a folyamatok szünet nélküli felügyeletét, a korai hibák felismerését és a időben történő, tervezhető karbantartást. (Kép: J. Schmalz GmbH)

Az elektromos vákuum-generátorok, -fogók vagy kompakt eszközök láthatóvá tétele a okos gyár számára úgy történik, hogy valós idejű digitális energia- és folyamatadatokat biztosítanak. A Schmalz ehhez IO-Link, Ethernet vagy NFC interfészeket integrál vákuum komponenseibe, így teremtve meg az intelligens alapot a hálózatba kapcsolt gyártáshoz.

A cyber-fizikai rendszerek a negyedik ipari forradalom főszereplői. Ezek összekapcsolják a valós és virtuális objektumokat, azaz gépeket az információfeldolgozó rendszerekkel. Az innováció szintje a 1970-es évektől kezdve az elektronika és informatika által vezérelt automatizálási hullámhoz képest a rendszerközi kommunikáció. Ez lehetővé teszi az energia- és folyamatirányítást, valamint az előrejelző karbantartást – amennyiben a készülékek rendelkeznek megfelelő interfészekkel.

Különösen a vákuum-automatizáció hálózatba kapcsolására fejlesztette ki a J. Schmalz GmbH vákuum komponenseit, amelyek nemcsak az energia- és teljesítményre vonatkozó adatokat gyűjtik és küldik a felhőbe, hanem felügyelik és elemzik is azokat. Az IO-Link vagy ipari Ethernet interfészeknek köszönhetően a Smart Field Devices folyamatos kommunikációt tesznek lehetővé a szenzor- és aktuátor szinttől a felügyeleti vezérlésig (PLC), és tovább a vezető szintre. A kommunikáció mindkét irányban működik: az adatok továbbítása a állapotról vagy energiafogyasztásról mellett a paraméterek módosítására és az intelligens mezőberendezésre történő átadásra is lehetőség van a vezérlésen keresztül.

A Schmalz az IO-Link- és ipari Ethernet interfészek mellett NFC interfészt (Near Field Communication) is integrál az intelligens vákuum komponenseibe. Rövid távolságon történő vezeték nélküli információcseréhez pont-pont kapcsolat jön létre a Smart Field Device és az NFC-képes mobil eszköz között. A továbbításhoz nincs szükség külön energiaforrásra a komponensben, helyette egy tekercs van beépítve, amelyet a okostelefon gerjeszt. A tekercs indukál egy feszültséget egy processzorban, amely az antenna segítségével küldi az információkat. A felhasználó így közvetlenül olvashatja le az adatokat, például a folyamat- vagy karbantartási információkat a mobiltelefonján. Az eszköz szinte beszélget a felhasználóval: ha leállás történik, egyértelmű utasításokat ad a hiba okára, nem pedig rejtélyes hibakódokat. A komponens paraméterezése is elvégezhető a mobiltelefon segítségével. Ehhez a Schmalz kifejlesztette a ControlRoom alkalmazást. Az NFC-n keresztül végrehajtott paraméterváltoztatások közvetlenül átvihetők az eszközre, vagy más eszközre másolhatók.

Az NFC egyik további előnye a termék és a mobiltelefon közötti közvetlen hozzárendelés. Két eszköz csak egy nagyon rövid, legfeljebb két centiméteres távolságban kapcsolódik egymáshoz. Így a felhasználó biztos lehet benne, hogy nem paraméterez véletlenül más közeli eszközt.

A levegőáramlástól az adatfolyamig

Az adatok digitalizációjának hasznosságát az vákuumalkalmazás komponensszintjén például a SCTMi kompakt terminál vizsgálata mutatja. Ez akár 16 vákuum-generátort is egyesít egy kompakt egységbe, amely mindössze egy elektromos és egy levegőcsatlakozással rendelkezik. A Schmalz lehetővé teszi, hogy különböző alkatrészeket egyszerre, függetlenül kezeljen egyetlen rendszerrel. A vákuumot Venturi-cső segítségével állítják elő, és egy szenzor érzékeli. A pontos vákuumértéket a felhasználó az IO-Link folyamatadatokon vagy a generátor kijelzőjén olvashatja le.

A ciklikus folyamatadatokon keresztül irányítják az ejektorokat, és visszajelzést kapnak az aktuális információkról a SCTMi-től. Emellett a felhasználó az IO-Link kapcsolaton keresztül beállítási értékeket, paramétereket, valamint mérési és elemzési adatokat ér el. A vákuum komponensek diagnosztikai és prognosztikai funkciói információkat szolgáltatnak az üzem állapotáról, és trendeket is felismernek a minőségben és teljesítményben. Az adatok egy belső vagy külső felhőbe kerülnek, ahol feldolgozásra és elemzésre kerülnek, valódi értéket teremtve: ha a rendszer a tolerancián belüli értékeket vagy a lassú változásokat felismeri, gyorsan és áttekinthetően jeleníti meg azokat a felhasználónak. Például a Predictive-Maintenance értékeléseknél a rendszer ellenőrzi a szivárgást és a nyomáscsúcsokat.

A Condition-Monitoring eseményeket például akkor indítja el, ha a nyomáscsúcs értéke eltér, a ejektorok vákuumidőszakai meghaladják a határértékeket, vagy a szenzor feszültségei a munkaterületen kívül esnek. Az Energy-Monitoring funkció figyeli a csatlakoztatott vákuum rendszerek energiafogyasztását. Ez a felügyelet a mért levegőfogyasztáson alapul, figyelembe véve a rendszer nyomását és a csőátmérőt. A felhasználók az IO-Link folyamatadatokon keresztül külsőleg mérhető nyomásértéket adhatnak meg. Amikor ez az érték rendelkezésre áll, az ejektor a százalékos mellett az abszolút levegőfogyasztást is mérheti.

Gyors integráció

Ez a sokoldalú funkciókészlet lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy hatékonyan üzemeltethesse az üzemet, elkerülje a géptartási állásokat és növelje a rendszer rendelkezésre állását. Az IO-Link azonban már az integráció során is jelentős előnyöket kínál: a Schmalz egy átfogó IO-Link konfigurációs fájlt, az IODD-t (IO Device Description) biztosít, amely többek között az azonosítást, a készülékparamétereket, a folyamat- és diagnosztikai adatokat, valamint a kommunikációs jellemzőket tartalmazza. Emellett az eszközök cseréje is egyszerűbbé válik, mivel az IO-Link protokoll automatikus adatátvitelt tartalmaz. Egy eszköz cseréje ugyanazon típusúra automatikusan menti a régi eszköz beállítási paramétereit a mesterbe, és átviszi azokat az új eszközre.

A SCTMi kompakt terminál része a folyamatosan bővülő intelligens mezőberendezések programjának. Folyamat- és állapotadatai lehetővé teszik az Industry 4.0 koncepciók megvalósítását. A felhasználók gyors üzembe helyezést, megbízható működést és alacsonyabb meghibásodási kockázatokat élveznek. A Schmalz speciális kompakt eszközei mellett elektronikus vákuumnyomás-kapcsolót, VSi-t – amely mér és felügyel alacsony és magas nyomásokat az automatizálási és kezelő rendszerekben –, valamint SNGi-AE speciális fogót és az ECBPi elektromos vákuum-generátort NFC-vel és IO-Link-kel a digitális gyártás számára is kínálja.