koncentrator io-link balluff

IO-Link to katalizator produktywnych założeń Przemysłu 4.0. Ten dwukierunkowy interfejs, znajdujący się poniżej poziomu magistrali, pozwala wyzwolić potencjał na kreatywne działania nie tylko w zakresie czujników i wyjść cyfrowych, ale także w kwestii integracji sygnałów analogowych, które przetwarza na formę cyfrową i udostępnia na poziomie sterowania poprzez urządzenie IO-Link master.

IO-Link umożliwia realizację założeń kompaktowych systemów i oferuje wiele zalet z zakresie instalacji, parametryzacji i diagnostyki. Standaryzacja i prostota cechująca IO-Link pozwala zaoszczędzić czas i pieniądze – zarówno producentowi osprzętu, jak i użytkownikowi.

Ten wszechstronny interfejs wykorzystujący protokół połączenia punkt-punkt i spełniający wymogi standardu IEC 61131-9 spotkał się z dużą akceptacją świata inżynierii mechanicznej i przemysłowej. Nie tylko umożliwia nieskomplikowaną wymianę danych między poziomami procesu oraz magistrali/sterowania, ale zapewnia też przejrzystość i niespotykaną dotąd w takiej formie dodatkową wiedzę odnośnie do procesu.

Takie zadania, jak: ciągłe monitorowanie, wykrywanie i wizualne przedstawianie aktualnych stanów maszyn, zindywidualizowane poziomy ostrzeżeń, zapewnianie jakości itd. – mogą być w łatwy sposób realizowane i dokumentowane za pomocą IO-Link.

Integracja sygnałów analogowych

IO-Link stał się uznaną koncepcją w wielu dziedzinach inżynierii mechanicznej i automatyki, w szczególności tam, gdzie wyjścia i czujniki podają cyfrowe sygnały w aktywnym położeniu. W momencie, gdy koncepcja sterowania zakłada integrację sygnałów analogowych może się pojawić niepewność. Jednak takie sytuacje to około dziesięć procent wszystkich danych generowanych przez wiele maszyn i systemów.

Konwencjonalne metody łączenia sygnałów wejścia analogowego co do zasady pociągają za sobą wysokie koszty z uwagi na to, że wymagają użycia kabli ekranowanych i specjalnych kart interfejsu. W niektórych przypadkach wymagana jest nawet instalacja modułów sieciowych na maszynie, w celu zapewnienia wystarczającej liczby portów analogowych. Oprócz mnogości występujących typów sygnału analogowego (np. napięcie, prąd, ciśnienie, temperatura itd.), dodatkowym utrudnieniem jest fakt, że sygnały nie zawsze cechują się pożądaną stabilnością przesyłu.

Cyfrowy interfejs IO-Link to prosty i niezawodny system, który rozwiąże także i ten problem.

Urządzenia wyposażone w wyjścia analogowe są zwyczajnie podłączane ‒ za pomocą standardowego złącza ‒ do jednego z ośmiu wejść analogowych nowego koncentratora IO-Link. Koncentrator przetwarza wartości wejść analogowych na sygnały cyfrowe i przesyła je do mastera IO-Link. Dzięki temu moduł zapewnia maksymalną zmienność sygnału, a łączenie różnych interfejsów prądowych/napięciowych w obrębie tej samej jednostki również jest możliwe.

IO-Link w firmie Riverside Medical Packaging Ltd.

Brytyjskie przedsiębiorstwo Riverside Medical Packaging Ltd. od ponad czterdziestu lat dostarcza szeroką gamę rozwiązań dla przemysłu farmaceutycznego i medycznego. Istnieje wiele sposobów pakowania produktów o różnych rozmiarach i kształtach oraz o różnym składzie. Wprowadzona przez firmę z Derby innowacyjna termoformierka Shawpak Sp-32-30 zapoczątkowała unikalną generację maszyn. Ma ona zdolność wydajnego pakowania wielu różnych typów produktów farmaceutycznych i medycznych oraz kosmetyków.

termoformierka Shawpak

Fig. 1 termoformierka Shawpak w Riverside Medical Packaging Ltd.

 

Kluczowym elementem maszyny jest napędzany serwomechanizmem ośmiosegmentowy bęben indeksujący. Odpowiednie blistry ułożone są wokół zewnętrznej powierzchni bębna. Produkt może zostać umieszczony w opakowaniu blistrowym automatycznie lub manualnie, a górna folia odwijana jest równolegle do kierunku rotacji bębna.

Kolejnymi etapami są zgrzewanie i odcinanie. Z racji tego, że produkt umieszczany jest w termoformowalnym zagłębieniu, powierzchnie zgrzewu pozbawione są narożników. Po docięciu produktu, chwytaki opuszczają go na przenośnik odprowadzający.

Koncepcja projektowa

Najważniejszym punktem koncepcji projektowej termoformierki Shawpak było zapewnienie zdolności pakowania na jednym torze przy czasie trwania cyklu mniejszym niż dwie sekundy. Miało to sprawić, że maszyna będzie prosta w obsłudze i zapewni precyzyjną kontrolę parametrów formowania i zgrzewania.

Zalety takiego podejścia obejmują wysoką powtarzalność oraz istnienie bogatej gamy możliwości zapisu i rejestracji danych. Ta unikalna koncepcja sprawiła, że Shawpak jest urządzeniem elastycznym, wydajnym energetycznie, dającym możliwość łatwej zmiany położenia w pomieszczeniu, a także wyjątkowo ekonomicznym. Tradycyjnie używane elementy takie, jak łańcuchy chwytaków zostały usunięte, co pozwoliło zmniejszyć nakłady poświęcone na konserwację i ograniczyć przestoje maszyny.

Potrzeba opracowania kompaktowej maszyny ściśle wiąże się z koncepcją okablowania wykorzystującego jak najmniej przestrzeni. Jest to wymaganie, które IO-Link spełnia pod wieloma względami. W przypadku termoformierki Shawpak część sygnałów miała postać analogową i musiała zostać właściwie zintegrowana z systemem sterowania. Ten proces często okazuje się bardziej skomplikowany i kosztowny niż się zakłada ‒ szczególnie, kiedy operuje się  kategoriami tradycyjnie przyjętymi w łączności.

Koncentrator IO-Link

Jest bardzo prawdopodobne, że przedsiębiorstwo Riverside Medical Packaging jeszcze do niedawna trwałoby przy używaniu drogich przypisanych do sterownika kart wejścia z przetwornikami analogowo-cyfrowymi i dwoma bądź czterema kanałami, albo też zdalnego modułu analogowego przypisanego do sieci. Na szczęście udało nam się przekonać przedstawicieli firmy, że dzięki nowemu koncentratorowi IO-Link firmy Balluff będą mogli zapomnieć o wszystkich niedogodnościach, jakie niosą ze sobą tradycyjne metody” – podkreśla Jack Hints, menedżer sprzedaży przemysłowej w sektorze opakowań i produktów spożywczych firmy Balluff w Wielkiej Brytanii.

Balluff kładzie wielki nacisk na prostotę sterownika i nieskomplikowaną integrację wielu różnych czujników i urządzeń. Dzięki IO-Link mamy jednorodny interfejs zapewniający łączność na poziomie urządzenia” – dodaje Jack Hints.

Po zainstalowaniu nowego koncentratora IO-Link firmy Balluff na termoformierce Shawpak obsługa sygnałów analogowych stała się prostym procesem typu plug and play. Koncentrator analogowy umieszczany jest obok modułów wejścia dla standardowych sygnałów. Oba korzystają z IO-Link do płynnego przekazywania wszystkich pomiarów i danych wejścia/wyjścia przez istniejącą sieć przemysłową za pośrednictwem modułu mastera IO-Link.

 

koncentrator analogowy master IO-link

Fig. 2 Instalacja: koncentrator analogowy (po lewej) przekazuje sygnały wejścia do mastera IO-Link (po prawej) w formie sygnału cyfrowego

Przykład termoformierki Shawpak pokazuje też, że dzięki IO-Link istniejąca architektura maszyn może być elastycznie rozwijana. Teraz indywidualne potrzeby Klientów mogą być realizowane bez konieczności nowego kablowania.

IO-Link stanowi też podstawę dla wydajnej parametryzacji i koncepcji związanych z diagnostyką zapobiegawczą. Dzięki użyciu standardowych złączy w miejsce skomplikowanego okablowania, całościowy czas potrzebny do zbudowania maszyny zmniejsza się o dwa dni.

Nowy koncentrator IO-Link firmy Balluff z pewnością jest narzędziem, które wspiera budowę kompaktowego sprzętu, modułową i zintegrowaną architekturę sterowników oraz inteligentne rozwiązania Przemysłu 4.0” – podsumowuje Jack Hints.

 

Autor: Wolfgang Zosel, redaktor niezależny, Reutlingen, Niemcy

 



Balluff - sprzedaż i serwis