Decentrale besturingstechnologie voor modulaire en schaalbare transportbanen

Kun je hier iets meer over zeggen?

Morassi: Door de veelheid aan taken - bijvoorbeeld wanneer iets wordt geassembleerd, gelast, gesoldeerd, verpakt, opgeslagen, tijdelijk opgeslagen, verplaatst of opnieuw verpakt - is het belangrijk om precies te registreren welke doos of assemblage zich op dat moment waar bevindt. We kunnen dit heel goed registreren met RFID - en niet alleen via poortjes bij de inkomende en uitgaande goederen. We kunnen de in- en uitslag in het bovenliggende systeem op de respectievelijke stations initiëren. In tegenstelling tot barcodes is een enorm belangrijk voordeel van RFID dat de tag niet alleen gelezen maar ook beschreven kan worden. De serienummers van de geïnstalleerde onderdelen en assemblages kunnen bijvoorbeeld gemakkelijk worden verstrekt tijdens assemblageprocessen - traceerbaarheid is gegarandeerd.

U had het ook over een snelle time-to-market...

Morassi: ...want dat is een van de voordelen van decentrale automatisering. We kunnen een systeem sneller implementeren omdat decentrale systemen autonoom worden uitgevoerd en getest. Dit maakt het mogelijk om een nieuw systeem of zelfs een systeemuitbreiding sneller te implementeren. Tegelijkertijd hebben we ook de mogelijkheid om heel eenvoudig gegevens te verzamelen en te verwerken. Dit maakt het mogelijk om toegevoegde waarde te creëren - bijvoorbeeld voor servicetaken, niet in de laatste plaats door gegevensanalyse in de cloud. 
Dit is waar onze automatiseringssoftware, de Turck Automation Suite (TAS), om de hoek komt kijken. Met deze tool kunnen we alle componenten eenvoudig integreren. In het ideale geval is elk element van een transportband voorzien van een van onze I/O-modules, zodat gegevens kunnen worden geregistreerd en doorgegeven aan het besturingssysteem op een hoger niveau.

De slimme I/O-modules hebben ook een controller - hoe werken lokale controllers en controllers op een hoger niveau op elkaar in?

Holger Spies (Projectmanager Sales): Door ‘op elke meter’ van de transportband één van onze TBEN-modules te installeren, kunnen we niet alleen de rolmotoren in de betreffende transportbandmodule volledig besturen, maar kunnen we ook alles wat lokaal - dus decentraal - bestuurd kan worden via de geïntegreerde controller aanpakken. Ik wil benadrukken dat we zelfs taken met realtimevereisten kunnen verwerken. De controller op een hoger niveau hoeft dan geen gedetailleerde taken uit te voeren op de individuele modules en orkestreert alleen het algemene systeem. Naast de besturingstaken van de modules worden er ook gegevens verzameld en doorgestuurd voor voorspellend onderhoud.

Ik zal dit kort illustreren met een voorbeeld: Stel dat er een pakket moet worden uitgeworpen bij station X. Dan registreren we de informatie lokaal en geven die door via onze module. Met andere woorden, we identificeren het pakket en sturen de bijbehorende uitwerpunit via de decentrale automatisering lokaal aan. Dit geldt ook als het een real-time toepassing is. In dat geval hoeft er geen informatie via de centrale besturing doorgegeven te worden. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld de motorrollen lokaal worden aangestuurd, afhankelijk van de betreffende taak. Het CAN-gebaseerde communicatieprotocol stelt ons ook in staat om tegelijkertijd extra gegevens te verzenden en specifieke profielen uit te voeren, of omgekeerd, waarden uit te lezen voor temperatuur, stroom en spanning. Het doel is om digitale consistentie te bereiken en zo de beperkingen van de gebruikelijke analoge interfaces op te heffen. Digitalisering geeft ons de mogelijkheid om transparantie te behouden over de toestand van het hele systeem - tot op de laatste meter.

Maakt dit dan conditiebewaking mogelijk?

Spies: Precies! Dat komt omdat we nu de vereiste stroom kunnen bepalen, uitgesplitst voor elke afzonderlijke motorrol, waardoor niet alleen de mogelijkheid van verdere besturingsopties wordt geopend, maar ook de basis wordt gelegd voor voorspellend onderhoud. Alleen met deze gegevenstransparantie kunnen systeembouwers hun klanten bijvoorbeeld de mogelijkheid bieden om specifieke motorrollen van tevoren te vervangen - bijvoorbeeld als ze na een bepaald aantal bedrijfsuren een hogere stroom beginnen te trekken.
Kortom, gedecentraliseerde automatisering stelt ons in staat om real-time toepassingen ook lokaal in het veld te verwerken en zo totale flexibiliteit te bieden, van de besturing en schaling van transportlijnen tot oplossingen voor voorspellend onderhoud.

Wat zijn de andere kenmerken van de gebruikte smart I/O-modules?

Frederik Nitsche (Product Manager Factory Automation Systems): We bouwen onze IP67-modules altijd zo dat ze geschikt zijn voor zware omgevingsomstandigheden - trillingsbestendigheid is vooral belangrijk in de intralogistiek. Dit klinkt triviaal, maar het halveert de stroom, wat vooral belangrijk is in uitgebreide intralogistieke systemen. Elke Turck module kan vier rolmotoren voeden en aansturen - en dus een complete transportbandmodule. 
Zoals gezegd beperken we ons qua besturing natuurlijk niet tot de rolmotoren, maar kunnen we ook andere taken uitvoeren. Al met al biedt dit specialisten in de intralogistiek een eenvoudig en flexibel gedecentraliseerd logicasysteem dat zeer efficiënt werkt op de transportmodules en ook drukloos accumulatietransport mogelijk maakt. Dit is een prachtige manier om segmenten van rollenbaansystemen te automatiseren.

Ben ik afhankelijk van specifieke fabrikanten voor de motorrollen?

Nitsche: Op dit moment ondersteunen we CAN-gebaseerde motoren van MTA, MPC en Interroll. In lijn met de kerngedachte van modularisering integreren we zowel de eigenlijke logica als de digitale rolverbinding. Op deze manier hoeft niemand zich zorgen te maken over datamapping en kunt u de snelheid op elk gewenst moment regelen via Profinet of EtherNet/IP of, omgekeerd, gegevens uitlezen voor voorspellend onderhoud. Op basis van onze I/O-module TBEN-LL4RM-4DI-4DXP hebben we bijvoorbeeld een module voor SSI SCHÄFER verder ontwikkeld om een “Conveyor Control Unit” te creëren. Digitale in- en uitgangen voor externe triggersignalen of actuators waren hier een extra vereiste, naast de 48 volt voeding voor de rolmotoren en 24 volt voor conventionele actuators, CAN-communicatie naar de motor en Profinet naar de controller. Naast vier conventionele I/O's zijn er vier DXP-poorten voorzien op de module, die als in- of uitgangen kunnen worden gebruikt.

Spies: Zoals gezegd kunnen deze modules ook worden gebruikt om real-time controletaken op te lossen, vooral in combinatie met het RFID-systeem van Turck - zoals onze nieuwe RFID-tunnel. In de intralogistiek heb ik vaak taken zoals controleren of er echt vijf tags in een doos zitten - als het er maar vier zijn, moet ik de doos direct kunnen uitwerpen en terugsturen. De kritieke factor is altijd dat gebruikers kunnen beslissen of ze dit soort taken lokaal op de betreffende module of centraal willen oplossen - wij kunnen beide. Dit is een enorm voordeel, vooral voor uitbreidingen en conversies.

Hoe gemakkelijk is het om dit soort RFID-tunnel te integreren?

Hendrik Schnabel (Product Manager RFID UHF Systems): Heel eenvoudig - en vooral schaalbaar. Onze RFID-tunnel biedt een RFID-leespunt dat heel eenvoudig aan het transportbandsysteem kan worden bevestigd. Ik benadruk dit omdat de implementatie van dit soort leespunten in een omgeving met voornamelijk metalen transportbanden geen eenvoudige taak is. Om reproduceerbare leesresultaten te verkrijgen, moet het leespunt goed afgeschermd zijn en uitgelijnd met de transportband. Dit alles is al inbegrepen in onze RFID-tunnel en biedt het voordeel dat de gebruiker gemakkelijk meer tunnels kan toevoegen wanneer hij het systeem uitbreidt - alles is al voorgemonteerd. RFID speelt hier ook een belangrijke rol omdat, met de hoge eisen die worden gesteld aan identificatie in de intralogistiek, we een technologische grens bereiken waar de conventionele barcode niet langer volstaat.

U hebt de metalen omgeving al genoemd - is er een oplossing gevonden voor het lezen van RFID-tags op metaal of vloeistoffen?

Schnabel: Dit is in principe nog steeds een probleem, maar er bestaat een oplossing voor, bijvoorbeeld in de vorm van speciale metalen tags. Voor dit soort vereisten bieden we ook adviesdiensten aan, omdat deze gevallen meestal complex zijn en nauwkeurig onderzoek vereisen. Tegenwoordig worden in de intralogistiek echter voornamelijk kunststof bakken en dragers gebruikt, zodat het lezen van tags geen probleem is.

Auteur | Michael Corban is hoofdredacteur van het vakblad KEM Konstruktion | Automation