FENOMÉN

Komunikace: stroj se strojem a s lidmi

Autor:  Zdeněk Haumer, Festo

 Komunikace jako přenos informací je ovšem v širším pojetí stále důležitější nejen mezi lidmi, ale i mezi stroji. Nemáme na mysli roboty z románů, ale zcela běžně používané propojení technologií nejrůznějšími druhy průmyslových sítí. Požadavky se liší podle hladiny, ve které se pohybujeme. Zkusme se snést na tu nejnižší – tedy mezi průmyslové pohony a čidla. Na první pohled nejde o nic převratného, vzdálené vstupy a výstupy jsou v automatizovaných zařízeních běžné. Možnosti komunikačních technologií představíme na novince v oboru – komunikační platformě Festo CPX-AP-I s krytím IP65/67, určenou k přímé instalaci na stroj či zařízení, viz obr.1.

Jako podhoubí

Sortiment periferií je silnou stránkou CPX-AP-I. Samozřejmě obsahuje nejrůznější moduly s binárními nebo analogovými vstupy či výstupy, najdete zde ale i jednotky master pro IO-Link, díky čemuž lze velmi elegantně a snadno připojit nejrůznější čidla (obr. 2., 3. a 4). Významnou je schopnost přímého připojení ventilových terminálů, tedy bezprostředního ovládání pneumatických pohonů (obr. 5). Pokud jde o pohony elektrické, menší servopohony Festo lze ovládat po IO-Link, tedy také snadno.

Postupně se k novému rozhraní přidají například proporcionální ventily na regulaci tlaku a průtoku a řada dalších technologií.

Reálný čas?

Mezi techniky je zvykem používat výraz „přenos v reálném čase“. Filozoficky vzato je smysl poněkud pomýlený, v jakém jiném čase by se tedy měly údaje přenášet? S pohledem do historie už ale všichni tušíme, že žádný přenos není dostatečně rychlý, jde jen o to, kolik let udrží krok s vývojem. V tomto ohledu jsou přenosové schopnosti CPX-AP-I tím nejzajímavějším. Překonávají zatím vše, co se na této úrovni běžně používá. Výkon, přesněji přenosová rychlost 100 Mbit/s, je tak vysoký, že i kdybychom přenášeli film v HD rozlišení, technika by to téměř nezaznamenala a informace z výroby by se nezpomalily. 

Právě tento parametr je klíčový. Vede totiž k úžasným schopnostem diagnostiky, dokonce dokáže kontrolovat kvalitu spojení, resp. kabelů. Včas se tak dozvíte, že se například namáhaný pohyblivý kabel blíží k okamžiku selhání. Prediktivní údržba je pro dnešní technologie pokrokovým a do budoucna pravděpodobně až nezbytným úkolem.

Další silnou stránkou je velmi vysoký počet připojených modulů, kterých může být až 500. Nyní je z důvodu dosud probíhajících testů nastaveno omezení na 80 modulů.

Přizpůsobí se prostoru

Topologie je libovolná – linie, kruh nebo hvězda. Jednou z hlavních a praktických výhod nové komunikace je samočinné přidělování adres. V praxi to znamená, že moduly mezi sebou prostě propojíte, zapnete napájení a je hotovo. Vše svítí „zeleně“ a to doslova (indikace stavu LED) a komunikuje. Uvedení do provozu je proto velmi rychlé a bez jakékoliv námahy s adresací.

Silové napájení modulů a napájení pro logiku jsou přivedeny odděleně různými kabely a snadno se tak některé části mohou silově napájet z různých zdrojů. Tato výhoda vynikne hlavně tehdy, nachází-li se na zařízení obvody vypínané samostatně – obvykle pro případ nouzového zastavení. 

Přizpůsobivost neboli flexibilita výroby v souladu s principy Průmyslu 4.0 vede k potřebě častější výměny přípravků, chapadel a dalších prvků, a to typicky na ramenech robota. Pro takové případy je zde možnost volby režimu „tool change“, kdy moduly vyhrazené k tomuto úkolu slouží jako komunikační uzly mezi vyměňovanou částí a ostatními moduly. Lze pak snadno a bez nutnosti zapisování nové konfigurace či restartu libovolně vyměňovat celou část struktury. Robot může například odložit chapadlo s veškerou výbavou, připojit nové a pokračovat v činnosti bez přerušení. 

Univerzální struktura

Kompletní sestava všech modulů se připojuje do nadřazeného prostředí hlavním rozhraním (obr. 6). Pouhá výměna tohoto rozhraní pak přenese celek do jiného prostředí – jde například o Profinet, Ethernet/IP, Profibus, Ethercat apod. Vše ostatní zůstává beze změny.

Články čísla 5 /21