Zvyšujúca sa miera digitalizácie, krátke vývojové cykly, vyššie požiadavky zákazníkov a narastajúci nedostatok kvalifikovaných pracovníkov – svet automatizácie sa mení závratnou rýchlosťou. Takmer všetko, na čo bolo až dosiaľ vo výrobe spoľahnutie, sa teraz definuje nanovo. To, čo sa kedysi nejasne javilo na obzore, sa vo veľmi rýchlom čase stalo konkrétnym cieľom: modulárne, štandardizované a digitálne podporované plánovanie. Jednoduchšia a rýchlejšia inštalácia a uvedenie do prevádzky, viac flexibility vo finalizácii, a to za kratší realizačný čas, bezpečnejšie stroje a efektívnejšie servisné a údržbové procesy. To všetko digitalizované na vysokom stupni tak, aby boli údaje zo stroja prístupné kedykoľvek a z akéhokoľvek miesta. Nadišiel teraz čas na digitálne dvojča?

Murrelektronik má odpoveď na všetky tieto požiadavky a s Vario-X predstavuje modulárnu a vysoko flexibilnú automatizačnú platformu, pomocou ktorej sa dajú všetky automatizačné funkcie prvýkrát realizovať kompletne decentralizovane, teda bez architektúry skriňových rozvádzačov. Vario-X dostáva snímače a akčné členy do priameho strojného prostredia a zabezpečuje pri plynulej integrácii decentrálnych servopohonov spoľahlivú správu napätia, signálov a dát. Ústredným prvkom Vario-X sú odolné telesá neprepúšťajúce vodu a prach v triede ochrany IP65, ktoré obsahujú napájací zdroj, riadenie, sieťové prepínače, bezpečnostnú techniku a IO moduly. Tie sa dajú zasunúť jednoducho vedľa seba v nie menej odolnej základnej doske s integrovanými konštrukčnými profilmi stroja. Takto možno celú stanicu bez ďalšej ochrany celkom jednoducho upevniť na všetkých bežných profilových systémoch, pričom stanica v extrémnom prípade odolá dokonca aj krokovým zaťaženiam. Vybavená s Multicore-CPU je riadiaca jednotka Vario-X schopná plniť všetky požiadavky a dá sa ako otvorená platforma riadenia zahrnúť do všetkých nadradených priemyselných ethernetových sietí.

Digitálne dvojča na plánovanie, inštaláciu, prevádzku a servis

Zariadenie automatizované prostredníctvom Vario-X má od začiatku svoje digitálne dvojča. Pohyblivý obraz 1 : 1 reálneho zariadenia obsahuje všetky funkcie a parametre budúceho systému – a to už vo fáze projektu, ešte pred objednaním a montážou čo i len prvého mechanického konštrukčného dielu.

S týmto cieľom Murrelektronik kinematizuje konštrukčné súbory strojov a zariadení v špeciálnom softvéri, v ktorom možno následne simulovať následné pohyby a procesy. Okrem toho beží na virtuálnom modeli rovnaký riadiaci program ako neskôr na skutočnom stroji. Zariadenie sa dá vďaka Augmented Reality prostredníctvom aplikácie na mobile alebo tablete priamo „postaviť“ do budúcej haly. To umožňuje simulovať budúce procesné sekvencie ešte pred inštaláciou zariadenia a včas identifikovať možné riziká kolízií či problémov s montážou. Citeľne sa zjednodušuje aj plánovanie budúcich káblových vedení a prípadných nadstavbových prvkov. Už aj z dôvodu, že plánovanie sa môže opierať v stále väčšej miere o umelú inteligenciu, je menej náchylné na chyby.

Prediktívna údržba

Digitálne dvojča významne prispieva aj k monitorovaniu stavu a prediktívnej údržbe počas prevádzky. S umelou inteligenciou v kombinácii s digitálnym dvojčaťom z Vario-X sa použitie stáva čoraz jednoduchším. Ak sa údaje načítajú do príslušných softvérových a analytických nástrojov, možno identifikovať anomálie v toku procesov a včas začať s opatreniami na ich eliminovanie. Vario-X meria presnosť automatizačných procesov na základe koncepcie Lab-to-Field priamo v poli. Pretože dvojča tiež hneď rozpozná potrebné komponenty, možno ich externe alebo vopred objednať. V najlepšom prípade sa poruchám stroja dá úplne predísť – bez toho, aby bolo potrebné príslušné diely zbytočne často vymieňať. Dlhodobá analýza zozbieraných údajov tiež umožňuje robiť vyhlásenia o energetickej efektívnosti a vykonávať simulácie rôznych procesných zmien, ktoré poskytujú informácie o možných úsporách.

Keďže Vario-X dokáže vďaka svojmu digitálnemu dvojčaťu stroj počas prevádzky pozorne sledovať, poskytuje cenné informácie aj o mechanických a tepelných vplyvoch, ktorým je stroj vystavený. Je to veľká výhoda pri úvahách o nových obchodných modeloch, v ktorých sa stroje čoraz častejšie prenajímajú formou lízingu a nie predávajú, pričom vlastník zariadenia má veľký záujem na tom, aby vedel, ako sa s jeho strojom zaobchádza.

Aplikácia riadi stroj

Ovládanie cez aplikácie, hlasovo ovládané asistenty a ovládanie gestami sa vďaka smartfónom a inteligentným hodinkám stávajú v každodennom živote nenahraditeľnými. Prečo by teda nemalo byť možné ovládať aj stroje takto jednoducho? Vďaka Vario-X takto funguje aj uvedenie do prevádzky cez aplikáciu a ovládanie robota gestami či rečou. Ide teda o efektívny nástroj na skrátenie uvedenia do prevádzky a výrazné uľahčenie práce montérov strojov a budúcich operátorov. Devízou je parametrizácia namiesto programovania. Spoločnosti tak zostávajú životaschopné aj napriek nedostatku kvalifikovanej pracovnej sily.

Vario-X posúva plánovanie, simuláciu a následné monitorovanie prevádzky, ako aj riadenie údržby zariadenia kompletne do digitálneho sveta a s možnosťami, ktoré sú tam dostupné, sa môže stať kľúčom k automatizačnej technike pripravenej na budúcnosť. Pretože priemyselný svet sa točí čoraz rýchlejšie. Digitálny zlom, kratší čas vývoja a rastúce zameranie pozornosti na individuálne potreby zákazníkov vyžadujú udržateľné a agilné riešenia. Klasický sekvenčný proces vývoja produktov už nemôže spĺňať tieto požiadavky. Chýba mu transparentnosť a flexibilita, zároveň je príliš dlhý realizačný čas – to všetko nevyhnutne vedie k zvýšeniu nákladov.

Elektronika namiesto pneumatiky – v záujme životného prostredia

V súlade s heslom „menej je niekedy viac“ Vario-X podporuje dôslednú elektrifikáciu výrobných procesov a ponúka výrazne efektívnejšiu alternatívu pre pneumatiku. Pretože so stupňom účinnosti len desať až dvadsať percent sa so vzduchom ako zdrojom energie stráca príliš veľa energie. Nahradiť pneumatiku elektrikou – trebárs pri upínacích jednotkách v oblasti konštrukcie karosérií – znamená pre všetkých len výhody: pre podnikateľa, ktorý je schopný redukovať neefektívnu, zle ovládateľnú a pomerne drahú pneumatiku vo svojich dielenských halách, pre plánovača výroby, ktorý môže teraz svoju pozornosť zamerať na jeden zdroj energie – elektrickú energiu, pre zamestnancov, ktorí môžu konečne pracovať v poznateľne tichšom pracovnom prostredí, a v neposlednom rade pre životné prostredie. Spotreba energie, respektíve emisií CO2 priemerného výrobného závodu s dvanástimi jednotkami, po prestavbe z pneumatiky na elektriku výrazne klesá. Sieťový modul Vario-X je okrem toho schopný spätného napájania, takže energia zo systému sa dá spätne získať a vrátiť naspäť do siete. Vario-X je teda dôležitým stavebným kameňom na ceste k CO2 neutrálnej továrni.

Stopercentná automatizácia bez skriňových rozvádzačov – o 40 % rýchlejšia inštalácia

Inštalácia a kabeláž snímačov a akčných členov sa pri Vario-X realizuje podľa princípu plug and play s vopred štandardne vyhotovenými konektormi M12 a MQ15 bez akýchkoľvek chýb a v minimálnom čase. Drahé zásuvné konektory M23 doslúžili. Tým sa eliminujú aj časovo náročné a drahé inštalačné práce v rozvodnej skrini, ako je odizolovanie, nasadenie koncoviek káblových žíl a pripojenie. Ak na riadenie celého stroja nestačí jedna stanica, dajú sa bez problémov decentrálne umiestniť v stroji a navzájom prepojiť ďalšie stanice, napríklad na prídavné napájanie elektrickým prúdom. Jednotlivé IO moduly môžu byť tiež inštalované priamo na snímače/akčné členy bez základnej dosky, aby priamo tam zbierali signály. Eliminujú sa tým nadbytočné nadstavce stroja a výrazne sa zoštíhľuje káblová architektúra.

„Vario-X ponúka 100 % decentrálnu automatizáciu bez skriňových rozvádzačov.“

Olaf Prein, vedúci úseku Global Business Unit Automation
Murrelektronik GmbH

„Vario-X ponúka 100 % decentrálnu automatizáciu bez skriňových rozvádzačov,“ hovorí Olaf Prein, vedúci Global Business Unit Automation v spoločnosti Murrelektronik. „Naša automatizačná platforma zaručuje modulárne a transparentné procesy, vyššiu pridanú hodnotu vo všetkých divíziách spoločnosti a tým vyššiu hospodárnosť a konkurencieschopnosť v oblasti strojov a zariadení. Už len vďaka univerzálnemu inštalačnému konceptu skracuje Vario-X inštaláciu stroja približne o 40 %.“