Các dự án truyền động sung được thực hiện dễ dàng với IO-Link và PROFIsafe

Máy móc và nhà máy trở nên chuyên nghiệp hơn khi luôn ở trạng thái sẵn sàng. Điều này cũng đúng đối với việc sản xuất các sản phẩm thạch cao và là lý do tại sao các thành phần chính tại nhà máy sản xuất Formula Saint-Gobain ở Walkenried / Südharz dần dần được cải tạo lại. Là một phần của dự án này, các hệ thống điện ở đơn vị đầu tiên đã được hiện đại hóa hoàn toàn. Tất cả các khía cạnh của quy trình kỹ thuật đã được tập trung vào việc đạt được tích hợp hệ thống và bảo vệ đầu tư.

Giới thiệu

“Bởi vì khách hàng của chúng tôi mong muốn chúng tôi cung cấp các sản phẩm thạch cao chất lượng cao, chúng tôi chỉ sử dụng thạch cao tự nhiên trong quá trình của chúng tôi”, Olaf Roth, Lập trình lãnh đạo nhóm tại Công ty Formula Saint-Gobain ở Walkenried ở Lower Saxony gần Nordhausen giải thích. Với lịch sử hơn 125 năm trở lại, công ty đã chuyên sản xuất các sản phẩm thạch cao cho khách hàng trên toàn thế giới. Phạm vi ứng dụng cho thạch cao của công ty bao gồm các ngành công nghiệp và ngành khác, ví dụ như y tế / nha khoa, xây dựng, gốm sứ, nghệ thuật, trang trí, thực phẩm, môi trường và thậm chí các ứng dụng kỹ thuật đặc biệt.

Công ty điều hành nhiều đơn vị sản xuất để chế biến các thạch cao alpha hoặc beta. Những máy này đang dần được nâng cấp thành công nghệ tân tiến nhất - ví dụ như máy nghiền trục MPS được xây dựng vào năm 1989 cho chất thạch cao beta, nghiền đá thạch cao nghiền thành các hạt nhỏ. Ngoài năng lực sản xuất, sự sẵn có của nhà máy là một thành tố quan trọng để hoạt động thành công. Vì lý do này, một loạt các nâng cấp đã được thực hiện để bảo vệ sự sẵn có trong tương lai.

“Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi đã quyết định nâng cấp hoàn chỉnh hệ thống điện tại nhà máy cán MPS”, ông Roth giải thích. Là một người có nhiều kinh nghiệm thực tế, ông chú trọng đến các khía cạnh sau: tích hợp hệ thống, chứng minh trong tương lai, xử lý đơn giản và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng nhất là lợi nhuận. Khi lựa chọn thiết bị kiểm soát và giám sát điều hành, hệ thống kiểm soát và kiểm soát công nghiệp, ông đã chọn rất cẩn thận.

Bộ khởi động nhỏ gọn với giao tiếp IO-Link

Để đưa ra một ví dụ, động cơ cỡ trung bình có tỷ lệ lên đến 32 A trong nhà máy thạch cao được vận hành bởi hơn một tá máy khởi động nhỏ gọn Sirius 3RA6. Để khai thác tiềm năng của các thiết bị này ở cấp quản lý quá trình, ông cũng quyết định sử dụng hệ thống truyền thông dựa trên IO-Link. Hệ thống này được thiết kế đặc biệt để truyền thông nhanh giữa các cảm biến và các thiết bị chuyển mạch đảm bảo truyền thông liền mạch đến mét cuối cùng. Dây đơn, chẩn đoán lỗi nhanh và toàn diện và kỹ thuật hiệu quả là các lập luận cơ bản đã thuyết phục ông rằng đó là sự lựa chọn tốt nhất.

Thông tin chẩn đoán từ hiện trường đến cấp quản lý quy trình

Chỉ riêng chi phí cho hệ thống dây điện có thể góp phần tiết kiệm đáng kể bởi vì một IO-Link duy nhất có bốn kênh có thể kiểm soát tới bốn bộ khởi động nhỏ gọn trong mỗi kênh - truyền động cộng là 16 bộ mở. Nói cách khác, đầu tiên của một nhóm gồm bốn bộ khởi động nhỏ gọn 3RA64 hoặc 3RA65 được nối dây, trong khi những đầu còn lại được kết nối với nhau thông qua kết nối qua mặt trước. “Các kết nối được thực hiện nhanh chóng; dây dẫn tủ điều khiển được truyền động chức rất rõ ràng”, Roth cho biết.

Một tiêu chí quyết định làm cho hệ thống thông tin này trở thành sự lựa chọn hấp dẫn nhất là khả năng kiểm soát tuyệt vời của nó. Thay vì sử dụng một số lượng lớn các thiết bị chuyển mạch quay trên tủ điều khiển để chuyển các phần của nhà máy, điều này có thể được thực hiện tập trung. Hơn nữa, IO-Link nhận được thông tin chẩn đoán quan trọng từ những người mới bắt đầu, ví dụ trạng thái chuyển mạch, ngắn mạch hoặc quá tải, và tín hiệu cuộc sống cuối cùng của các mối liên hệ chính. Như ông Roth nhận xét: “Thông tin chẩn đoán được cung cấp bởi hệ thống này chi tiết hơn dữ liệu được cung cấp bởi một điều khiển nhị phân hoàn toàn. Đó là lợi ích vô cùng đối với chúng tôi rằng chúng tôi có thể xem thông tin này trong tủ điều khiển trong quá trình kiểm tra thường xuyên, nhưng cũng được hiển thị ngay trên bảng điều khiển của thiết bị.” Điều này có nghĩa rằng chẩn đoán thậm chí từ xa xuống mức cảm biến thiết bị truyền động là hoàn toàn có thể xảy ra.

I/O phân phối với IO-Link master

Ba IO-Link chủ được cài đặt trong nhà máy là mô-đun truyền động sung cho Simatic ET 200SP I/O trạm phân phối. Ba master kết nối trực tiếp đến các mô-đun giao diện IM155-6PN HF của phân phối I/Os. Module này sử dụng PROFINET để liên lạc với hệ thống điều khiển nhà máy, Siemens Simatic S7-1500 F. Hơn nữa, các module đo công suất lắp đặt tại các trạm ET 200SP có thể ghi dữ liệu điện (dòng điện và điện áp) trong nhà máy. Đối với ông Olaf Roth, thì cấu trúc thiết kế này rất đơn giản, được truyền động tốt và rất thiết thực. Tương tự cũng áp dụng cho tham số và chẩn đoán. Do đó, các thợ điện nhà máy có thể vận hành thiết bị chuyển mạch trực tiếp qua mức IO-Link bằng phần mềm S7 PCT (truyền động Công cụ Cấu hình) do Siemens cung cấp mà không cần phải can thiệp vào môi trường điều khiển.

Phần mềm này để tham số hóa các mô đun chủ Siemens IO-Link và thiết bị IO-Link được tích hợp trong bước 7, V5.4 SP5 trở lên, nhưng cũng có sẵn dưới dạng một phiên bản độc lập để cài đặt riêng biệt. Các thợ điện nhà máy cũng có thể thực hiện công việc dịch vụ bằng cách sử dụng thiết bị cầm tay kết nối với mạng thông qua PROFINET. Một chi tiết quan trọng hơn nữa: tệp mô tả mô tả chung (GSD) của các thiết bị được chứng nhận do các nhà sản xuất bên thứ ba cung cấp có thể được sử dụng để tích hợp chúng vào hệ thống một cách nhanh chóng.

Kỹ thuật an toàn với tất cả các điểm tốt hơn

Dự án để trang bị thêm máy cán lăn MPS ở Kützhütte dựa trên kỹ thuật tự động hoá và an toàn tiêu chuẩn trên cùng một phần cứng điều khiển. Năm trạm I/O phân phối trong hoạt động hỗn hợp (các mô đun cho các tín hiệu tự động tiêu chuẩn và an toàn) được phân phối trong toàn bộ nhà máy và kết nối với hệ thống điều khiển nhà máy thông qua PROFINET và giao thức PROFIsafe. Các đơn vị này nhỏ hơn 50% so với các phiên bản cũ hơn do một phần là do chúng được trang bị gấp đôi số lượng đầu vào và đầu ra. Các phiên bản mới không yêu cầu phải có Power Module riêng biệt hoặc đầu có tính năng cao cho kỹ thuật an toàn. Ngay cả phương pháp kết nối mạng cũng đặc biệt so với các phiên bản tiêu chuẩn: thay vì kết nối quá đúc, adapter được sử dụng để ốc vít RJ45, cáp quang, và các đầu nối cài sẵn. Roth rất vui mừng chia sẻ rằng: “Đối với môi trường hoạt động khắc nghiệt, rất nhiều bụi không khí có thể lắng đọng trên các tiếp điểm, giải pháp Fast-Connect đã được vặn vít này hoàn hảo.”

Tiêu chuẩn và cảm biến không an toàn được nối với nhau bằng phương tiện của thiết bị đầu cuối push-in, làm cho quá trình kết nối toàn bộ cũng nhanh chóng và dễ dàng. Một số lượng lớn các cảm biến cho các ứng dụng kỹ thuật an toàn tương đối dễ dàng để kết nối để chức năng kiểm soát hữu ích mà họ cung cấp có thể được khai thác triệt để. Chúng ta hãy dừng khẩn cấp như một ví dụ: trong các hệ thống thông thường thiết kế, thường đóng (NC) địa chỉ liên lạc được kết nối. Khi một nút Ngừng Khẩn Cấp được nhấn, trình tự an toàn được kích hoạt và thiết bị được tắt thông qua rơle an toàn. Rất nhiều thời gian có thể bị mất trong cố gắng để bản địa hóa lỗi trên các đơn vị cao bốn tầng. Thiết lập trong Kutzhütte khá khác biệt: các tiếp điểm NC của các nút Ngừng Khẩn Cấp được chuyển đến các đầu vào không an toàn trong ET 200SP. Hệ thống kiểm soát được thông báo ngay qua PROFIsafe về những hành động cần được thực hiện. Nó tắt các truyền động có liên quan thông qua đầu ra an toàn và hiển thị các thông tin có liên quan cho người dùng. “Khắc phục sự cố luôn tốn nhiều thời gian, tuy nhiên có thể hoàn thành ngay trong hệ thống này để giảm thiểu sự cố của nhà máy.”

Thiết bị chuyển mạch RFID có mã hoá cho các van ở bảng xoay của máy xay là một ví dụ khác về cách thức kỹ thuật an toàn đã được đơn giản hóa như thế nào. Ngõ vào OSSD được tốc độ xung nhịp, an toàn nội bộ được đọc vào các đầu vào không an toàn trong các I/O phân tán. Trong trường hợp này, hệ thống điều khiển sẽ nhận được tất cả các thông tin trạng thái mà nó cần giữ cho van đóng hoặc mở để bảo trì. Hai đầu mối tiếp nhận nguồn cấp nước Sirius 3RT lớn được sử dụng để tắt tất cả các bộ khởi động nhỏ gọn thông qua đầu ra không an toàn trong trường hợp lỗi có thể được tích hợp dễ dàng vào khái niệm an toàn thông qua PROFIsafe và I/O phân tán.

Tích hợp hệ thống như một phương tiện để đảm bảo tính sẵn sàng cao

Dự án trang bị thêm cho các phiên bản beta thạch cao MPS mill lăn tại Saint-Gobain Formula minh họa những lợi thế để thu được từ các giải pháp hệ thống tích hợp. Từ hệ thống điều khiển đến cấp độ thực địa, khái niệm tích hợp này không chỉ đơn giản hóa quy trình kỹ thuật ở một mức độ đáng kể mà còn làm cho việc lập trình và vận hành thuận tiện hơn rất nhiều. Ngay cả các hoạt động hỗn hợp của mô đun tự động hóa và an toàn tiêu chuẩn trở nên dễ dàng. Sự kết hợp giữa PROFINET và IO-Link tạo ra một nền tảng truyền thông đảm bảo hoạt động trơn tru của nhà máy. Ngoài ra, tất cả mọi người tham gia vào hoạt động nhà máy đều có lợi từ hệ thống tích hợp bởi vì bất cứ điều gì xảy ra ở cấp độ hiện trường đều được hiển thị ngay ở cấp quản lý quy trình.

Deniz Isik, Dipl.-Ing. Bernd David, Siemens AG,
Nhà máy Số, Nürnberg / Đức



Tin mới
Sản phẩm & dịch vụ
Sự kiện
Hoạt động
Copyright by Industrial Automation Magazine Vietnam
Sponsor by: Ministry Of Industry and Trade (MOIT)
All rights reserved of IAVIETNAM.net
Add: 79 Truongdinh St, Dist 1, HCMC
Tel: +84- 6290 6349
Email: info@iavietnam.net