Kratší Time-to-Market a větší flexibilita díky modulární koncepci
10. 6. 2018 | Lenze, s. r. o. | www.lenze.cz
Je modularizace přežitkem? Rozhodně ne. Právě v období Průmyslu 4.0 se toto téma stává zase aktuálním. Protože uvést co nejrychleji na trh vysoce flexibilní, inteligentní a hlavně zákazníkům na míru přizpůsobené stroje se zdaří nejlépe tehdy, když se při vývoji stroje využívá modularizace. Důsledné rozložení komplexních pohybů stroje na jejich jednotlivé mechatronické funkční jednotky poskytuje podstatné výhody: standardizované moduly lze snadno znovu použít, krátí se doba testování, snižuje se chybovost a zůstává více času na detailnější propracování funkcí stroje, které jsou pro zákazníky důležité. Za pomoci modulárního softwaru, stupňovitě rozšiřovatelného hardwaru a moderních rozhraní lze podpořit flexibilní koncepce strojů a docílit výrazného snížení nákladů na vývoj.
Větší flexibilita ve strojích díky modulární koncepci (foto: Lenze SE)
Jestliže se dosud modularizace často omezovala čistě jen na mechaniku, nyní už jde o skutečné propojení mechaniky s elektronikou a softwarem. Základem je softwarové řízení pohybů, strukturovaná řídicí technika a moderní datové propojení.
Prostřednictvím aplikačního softwarového nástroje FAST poskytuje Lenze technologické moduly, které lze vzájemně kombinovat a které obsahují standardní pohonné funkce, jako jsou např. elektrická hřídel, polohování nebo pohon zdvihu. Uživatel tak může řízení pohybů jednoduše modulárně integrovat do řízení procesů. Pohyb pohonů již není nutné programovat, provádí se pouze jeho parametrizace. Navíc jsou softwarové moduly tvořeny tak, že ponechávají programátorovi nutnou flexibilitu pro psaní vlastních modulů. Šablona aplikace tvoří rámec pro strukturované řízení pohybů.
V oblasti hardwaru dodává Lenze kompletní stavebnici pohonné a řídicí techniky, kde je možné jednotlivé komponenty s jemným odstupňováním vzájemně kombinovat. Tak lze optimálním způsobem vybavit jednotlivé strojní moduly a omezit nevýhody vyplývající z předimenzování. V konečném důsledku znamená modularizace realizaci decentrálního řešení: každý strojní modul má svou vlastní řídicí jednotku. Aby tyto moduly byly schopny jednoduše a synchronizovaně spolupracovat, používá Lenze běžné standardy a moderní komunikační rozhraní. Pro horizontální rovinu Ethercat a CANopen, pro vertikální směr jsou to standardy jako IEC 61131 (PLCopen), OPC UA nebo PACKML či OMAC.
Také architektury sběrnic musejí být připravené na to, že určité moduly, a tím i účastníci sběrnice, mohou být volitelně přidávány nebo eliminovány. Lenze proto do Ethercatu integroval funkci volitelně připojovatelná zařízení. Díky principu volitelně doplňovatelných účastníků jsou výrobci strojů schopni provést největší základní konfiguraci – a volitelným přidáváním nebo odebíráním nadefinovat variantu na míru zákazníkovi. Tento proces jednak šetří čas a jednak otevírá cestu pro virtuální stroje včetně virtuálního uvedení do provozu.
Modularita též znamená, že musejí existovat místa, která udávají takt na základě jediného platného času. Tato funkce, která je nezbytná pro synchronní výrobu, je u Lenze řešena použitím Ethercat Bridge.
Technická jednotka vycházející z Ethercatu synchronizuje hodiny různých účastníků, kteří sami o sobě sice také pracují v reálném čase, ale u nichž musejí být v případě vzájemného propojení definovány hlavní hodiny. Tuto úlohu přebírá nový blok Sync Bridge a stává se tím jakousi instancí, která sleduje hodiny za všechny.
Vyšlo v časopise Elektro č. 6/2018 na straně 34.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde