Když síť, tak výjimečná

Správný návrh topologie sítě je základem pro spolehlivou funkci strojů a systémů z hlediska datové komunikace. Správnou topologii sítě určují koncoví uživatelé, zejména s ohledem na flexibilitu a snadnou aplikaci změn, digitální udržitelnost a rozšířenou diagnostiku. Inteligentní komponenty infrastruktury, tedy síťové přepínače neboli switche, jsou určeny k tomu, aby příchozí data přečetly a okamžitě odeslaly k příslušným zařízením. Výkon sítě tak závisí na výkonu switchů.
Svou zkušenost v této oblasti mají specialisté na automatizaci ze společnosti HandlingTech. Vyvíjejí a implementují moderní manipulační techniku pro výrobní závody, které vybavují mimo jiné sofistikovanými robotickými buňkami. Jednoduché kompaktní propojení ethernetových uzlů v těchto buňkách zajišťují nespravované osmiportové a šestnáctiportové switche od Murrelektronik.

Obr. 1. Modulární robotické buňky HandlingTech jsou efektivním základním kamenem pro ekonomickou automatizovanou výrobu (Zdroj: HandlingTech)

Čím náročnější, tím lepší

Tímto mottem společnost HandlingTech poukazuje na skutečnost, že spektrum jejich nabídky v robotické automatizaci prakticky nemá omezení. Tato rodinná firma, celým názvem HandlingTech Automations-Systeme GmbH, byla založena v roce 1994 ve Steinenbronnu poblíž Stuttgartu. Její zakladatel Jörg Hutzel během tří let z původní sklepní firmičky vybudoval významný podnik zaměřený na robotickou automatizaci, který je ve Spolkové republice znám jako specialista na zákaznické úpravy robotických buněk vlastní výroby.

Jako systémový partner je společnost schopna postarat se o projekt od návrhu na papíře až po realizaci systému – a ještě dál. Nabízené služby zahrnují konzultace a plánování, návrh, stavbu a rozsáhlý poprodejní servis. Tento stav komentuje Gregor Großhauser, člověk zodpovědný za prodej a marketing v HandlingTech: „Naše kořeny jsou ve stavbě specializovaných strojů. Zákazníci od nás prostě očekávají kompletní řešení problému.“

Výkonné a stylové

Systémy od HandlingTech nabízejí plnou automatizaci výrobního procesu, s technickým zařízením jak v podobě samostatných strojů, tak i nástaveb na univerzální strojní vybavení. Vzhledem k modulární koncepci lze systémy snadno a ekonomicky přizpůsobit specifickým potřebám strojů již zavedených u zákazníka. Úroveň systémů tak může sahat od základních až po vysoce komplexní, se zásobovacími funkcemi a automatickým podáváním dílů. Rozsah funkcí je takřka bez omezení.

Společnost HandlingTech si zakládá na tom, že výrobní systémy z jejich nabídky jsou nejen flexibilní, promyšlené a dobře fungující, ale také dobře vypadají a jsou zajímavé na pohled. Získaly již několik cen za průmyslový design, včetně prestižní ceny iF Product Design Award za inovativní design. Takové ocenění samozřejmě společnosti zajistilo výjimečnou pozici na trhu.

Osvědčená spolupráce

Při nákupu komponent pro automatizaci firma spoléhá na externí partnery, kteří jsou schopni nabídnout systémy a řešení prověřené časem a připravené na budoucnost. Murrelektronik, společnost zaměřená na globální decentralizované automatizační technologie, je takovým partnerem již po mnoho let.

Marco Balzuweit, elektronávrhář v HandlingTech, vysvětluje: „Spolupráce začala nasazením pasivních rozvodných skříněk Exact pro přenos signálů ze senzorů rozmístěných v technologickém zařízení do rozváděče. Po nich následovaly různé napájecí zdroje – v současnosti využíváme spínané zdroje Emparro. V poslední době jsme se HandlingTech rozhodli použít v rozvaděčích I/O moduly Cube20S od Murrelektronik, které zpracovávají digitální vstupy a výstupy z celé buňky a předávají je dále do sběrnicového uzlu. Také využíváme široké nabídky Murrelektronik v oblasti konektorové techniky.“

Kompaktní a dostupné

Od začátku roku 2019 jsou switche od Murrelektronik instalovány do standardních robotických buněk HandlingTech. Volba padla na nespravované 8portové switche Xelity (obr. 1), které pracují s rychlostí přenosu až 100 Mb/s. Navíc dávají vyšší prioritu profinetovým datům před běžnou ethernetovou komunikací. Bezšroubové napájecí svorky (push- -in) usnadňují zapojování. Henning Schulz je elektrikář a projektant z výrobního oddělení HandlingTech. Pro switche Xelity má jen pochvalná slova: „Kompaktní design osmiportových Xelity je perfektní. Pro jejich malé rozměry je lze umístit vedle zdroje, stykače nebo relé, aniž by bylo nutné na montážní liště nebo v kabelovém žlabu hledat prostor navíc. Svorky push-in jsou velmi praktické a je s podivem, že mnoho výrobců stále ještě používá šroubové svorky, a tím dost komplikuje zapojování. Switche Xelity vnímám jako všestranně vyvážený produkt – funkčností, cenou, úspornými rozměry a celkovým dojmem.“

Switche Xelity se nacházejí nejen v nových provozech, ale dodatečně jsou jimi vybaveny také původní provozy. „Malé rozměry switchů Xelity jsou přitom velkou výhodou, protože při modernizaci je častým limitujícím aspektem volný prostor“, podotýká Nancy Locherová, která pracuje u Murrelektronik na pozici prodejního technika.

Obr. 2. HandlingTech ve svých standardních robotických buňkách používá dva switche Xelity (Zdroj: Murrelektronik)

Dva switche na systém

Henning Schultz jde do podrobností: „Standardně používáme dva switche Xelity pro každou robotickou buňku, abychom mohli oddělit Ethernet a Profinet, kdykoli je to možné (obr. 2). I když jsou obsazeny jen čtyři porty nebo pět, v nejširší konfiguraci stejně potřebujeme všechny. Podobně jako pro výrobce rozvaděčů, i pro nás je důležité mít určitý standard návrhu. Switche od Murrelektronik jsou dnes součástí téměř všech našich instalací.“

Průmyslové počítače, robot a systémy pro bezpečnost a vzdálenou údržbu jsou připojeny na každý switch prostřednictvím rozhraní Ethernet TCP/IP, umístěného vně řídicí skříně, aby nebylo nutné skříň otvírat během servisních prací. To znamená, že většina portů je obsazena, ale zbývá jeden nebo dva jako rezerva pro účely měření v buňce.

Osm a osm není šestnáct

Jestliže se najednou zpracovává velké množství dat, osmiportové switche Xelity se mohou přiblížit svým komunikačním limitům. V tu chvíli vstupují do hry nespravované 16portové switche Murrelektronik Tree16 TX (obr. 3). Každý z nich má dva uplinkové gigabitové porty a čtrnáct downlinkových portů Fast Ethernet (rychlost přenosu 100 Mb/s).

Obr. 3. Pro přenos a zpracování velkého množství dat jsou 16portové switche od Murrelektronik jedinečným řešením (Zdroj: Murrelektronik)

Je ovšem propastný rozdíl mezi tímto 16portovým switchem a pokusem vytvořit 16 portů propojením dvou 8portových switchů, jak se o to snaží někteří další výrobci. Denns Zimmer, produktový manažer pro switche u firmy Murrelektronik, vysvětluje, proč v tomto případě neplatí jednoduchá matematika: „Člověk by řekl, že osm a osm je šestnáct. Ale v tomto případě je tomu jinak. Propojení dvou 8portových switchů není stavěné na přenos velkého množství dat. Naše zařízení je skutečný 16portový switch s odpovídajícím řídicím čipem. Kompozitní switche jsou možná levnější, ale 16portový Tree16 TX je spolehlivý a dostatečně výkonný.“ Marco Balzuweit z HandlingTech připomíná, že 16portové switche od Murrelektronik dosud nezpůsobily ani náznak potíží.

Zvláště při speciálních strojních řešeních, kde je potřeba zapojit do sítě několik velkých robotických a výrobních modulů, se vždy najdou případy, kdy je nutné využít nespravované switche s gigabitovou rychlostí přenosu. Jedním z možných příkladů je rozsáhlý systém pro obrábění hřídelí, ve kterém je obráběcí stroj umístěn mezi dvěma robotickými buňkami.

První robotická stanice je určena pro vyjmutí obrobků ze zásobníku a vložení do obráběcího stroje. Obrobky se do systému dostanou prostřednictvím mřížkového zásobníku (grid box), ve kterém jsou rozmístěny náhodně. Robot je vybaven systémem pro výměnnou uchopovací hlavu (gripper). Robot k uchopení součástky používá plánování dráhy založené na tzv. mračnu bodů (point cloud). Mračno bodů je generováno na základě dat pořízených v systému robotického vidění nad grid boxem. Poté probíhá výpočet nejlepšího přístupového bodu pro uchopovací hlavu. Robot magneticky uchopí součástku a umístí ji na pracovní desku (clipboard), kde se srovná do správné polohy. Poté ji vloží do stroje, který na ní vykoná příslušnou technologickou operaci. Robot v další buňce vyjme obrobek z obráběcího stroje a rovnou jej zabalí do kartonové krabice s bublinkovou vystýlkou.

Data z kamery se zpracovávají autonomně v jiném počítači. V této instalaci jsou 16portové switche zodpovědné za komunikaci mezi robotickými systémy. Dva gigabitové porty zajišťují výměnu dat s řízením vyšší úrovně, zatímco zbylé porty (100 Mb/s) sbírají data od různých zařízení v buňkách.

Obr. 4. Úspěšný tým: Zleva Marco Balzuweit s Henningem Schultzem z HandlingTech a Nancy Locherová s Dennisem Zimmerem z Murrelektronik (Zdroj: Murrelektronik)

Silní také v podpoře

Dejme ještě slovo Henningu Schulzovi, který oceňuje přínos Murrelektronik také v oblasti podpory: „Když mám technický dotaz nebo narazím na problém, rychle se dovolám produktovému nebo aplikačnímu technikovi. U speciálních strojů, kde o úspěchu rozhoduje také dodací doba, je okamžitá reakce důležitá. Když potřebuji rychlou pomoc, dostanu ji od Murrelektronik. A navíc – Murrelektronik nabízí pouze produkty připravené pro trh.“

Na to vzápětí reaguje Dennis Zimmer, produktový manažer firmy Murrelektronik: „Když je nový výrobek téměř hotový, testujeme jej u zákazníků kvůli zpětné vazbě. Switch Xelity jsme proto představili společnosti HandlingTech v předstihu. Naši zákazníci vědí sami nejlépe, co od našich produktů očekávají, a sdělí nám, co se jim na nich líbí a kde je prostor pro zlepšení. Je to tak trochu společný vývoj.“