Modulaire Machines

Het modulariteitsprincipe

Het kernidee van modulariteit in de machinebouw is om complexe machines in modules te verdelen, zodat ze individueel kunnen worden geassembleerd met een toenemend aantal identieke onderdelen. De combinatie van deze modules dekt de variantie van machinetypen. Dankzij de schaalvoordelen die hierdoor worden behaald, kunnen modulaire machines sneller en goedkoper worden geproduceerd. Bovendien kunnen ze sneller in gebruik worden genomen en met meer flexibiliteit worden uitgebreid.

Gestandaardiseerde interfaces zijn vereist om ervoor te zorgen dat de units gemakkelijk en snel kunnen worden gecombineerd. Deze omvatten mechanische interfaces, maar ook die welke nodig zijn voor krachtoverbrenging, communicatie en, indien nodig, perslucht. Modulariteit is geen kenmerk dat kan worden gedefinieerd met een categorisch ja of nee. In plaats daarvan varieert het van lage tot absolute modulariteit.

Decentrale automatisering bevordert modularisatie

Consistente modularisatie is niet mogelijk met point-to-point bedrading in de centrale schakelkast. Deze centrale structuren maken het moeilijk om een ​​module te vervangen of een machine uit te breiden. Machinemodules vereisen autonome structuren. Deze kunnen worden geïmplementeerd in kleine lokale controleboxen op de module met IP20 componenten.

Multi-part modular machine with IP67 decentralized I/O components.

IP67 gedecentraliseerde I/O modules vergemakkelijken interconnectiviteit en minimaliseren bedradingskosten

Bedrading en installatie zijn echter meestal complexer dan bij componenten met beschermingsklasse IP67, die zonder extra beveiligingen direct op de machine kunnen worden gemonteerd. Als bepaalde componenten echter niet IP67 geclassificeerd zijn of als er speciale vereisten gelden met betrekking tot hygiënisch ontwerp, voedselconformiteit of chemische weerstand, zijn IP20 oplossingen in de beschermende behuizing vaak essentieel.

 

IP67 automatiseringscomponenten vergemakkelijken de interconnectiviteit van modules. Decentrale I/O componenten voor directe montage in het veld maken het mogelijk signalen direct op het opwekkingspunt op de module te verzamelen en van module naar module te koppelen via een Ethernet verbinding - en dit alles zonder schakelkast. Dit verlaagt de installatiekosten en verkort de inbedrijfstellingstijden bij de eindklant.

IP67 spanners vertalen tussen Ethernet protocollen

Machines en modules met verschillende Ethernet protocollen kunnen met minimale inspanning direct in het veld worden aangesloten met behulp van "spanners". Inbedrijfstelling en interconnectiviteit worden eenvoudig en efficiënt gemaakt door gebruik te maken van conventionele communicatiestandaarden. Dit geldt met name in modulaire machinebouw.

Three gray, stylized machines are each positioned on a panel with the logo of the Ethernet protocols PROFINET, Ethernet/IP and Modbus TCP

Internationalisering vereenvoudigd: spanners vertalen tussen Ethernet protocollen

Decentrale veiligheidsconcepten

Toepassingen die veilige automatisering vereisen, kunnen ook worden gepland en geïmplementeerd in een modulaire ontwerpstrategie. Met hetzelfde concept voor voeding en gegevensvoorziening kan elk veiligheidssignaal van sensoren of noodstopschakelaars eenvoudig en efficiënt worden opgevangen.

Sketch shows the schematic structure of a safety application with HMI, , Ethernet connection lines, icons for safety functions and I/O modules for connecting them

De veiligheidsmodules regelen de veiligheidsfuncties voor elke module terwijl de HMI / PLC de standaardtoepassing bestuurt

Veiligheidsfuncties kunnen ook decentraal worden aangestuurd door IP67 veiligheidscontrollers direct op de modules. Dit voorkomt lange cyclustijden voor centrale veiligheidscontroles, wat uiteindelijk kleinere veiligheidsafstanden op de machine mogelijk maakt. Verdere voordelen van decentrale veiligheidsoplossingen vindt u op onze technologiepagina over machineveiligheid.

Video: Hoe modulaire machines meer flexibiliteit mogelijk maken

Modularisatie van besturingsoplossingen

Consistente modularisatie vereist ook dat verschillende besturingsfuncties worden verplaatst naar de machinemodule. Deze functies kunnen worden uitgevoerd vanaf I/O systemen met geïntegreerde logische controllers of vanaf echte compacte PLC's. Beide productgroepen - I/O modules en controllers - kunnen worden ontworpen in IP20 in controleboxen of als IP67 versies voor directe montage in het veld. In dit geval biedt de IP67 versie zonder schakelkast duidelijke voordelen op het gebied van bedrading en flexibiliteit. De verplaatste veiligheidslogica in de I/O module kan extra voordelen bieden, zoals de snelle uitvoering van veiligheidsfuncties of een meer kosteneffectieve veiligheidsarchitectuur, aangezien er geen centrale veiligheidscontrole of F-CPU nodig is.

De on-site controllers communiceren met hogere controllers of HMI's voor controle, documentatie of visualisatie doeleinden. De keuze van de juiste besturingsoplossing hangt af van het type en de afmetingen van de machine. Dit betekent dat te grote besturingsoplossingen kunnen worden vermeden. Het werk voor de gebruiker blijft minimaal, terwijl de efficiëntie van de machine toeneemt. Aangezien de on-site logische module de gegevens voorbewerkt, hoeft alleen relevante procesinformatie te worden overgebracht naar hogere controllers.

Intelligentie verplaatsen naar het veldniveau

De verplaatsing van intelligentie naar het veld moet in kaart worden gebracht op de afdeling engineering aan de softwarekant. De machinemodules verwerken de inputs van aangrenzende modules als een autonoom systeem en bepalen op basis hiervan hun acties. Afhankelijk van de complexiteit van een module kan dit worden bereikt met I/O componenten met logische functies of door veld PLC's. Alleen de informatie die nodig is voor de aangrenzende module wordt dan overgedragen op de interface tussen twee machinemodules.

a triangular graphic of the automation pyramid in five layers; center: the triangular graphic with machine functions as icons; right: machine functions are freely connected to each other

Decentrale intelligentie breekt de starre structuren van de conventionele automatiseringspiramide af

Het verplaatsen van softwarefuncties kan veel voordelen bieden:

  • Verlicht de belasting van de belangrijkste communicatieverbinding
  • Ontlast de hoofdbediening - en kan deze zelfs volledig vervangen
  • Moduletests vóór inbedrijfstelling en koppeling
  • Module-integratie door derden wordt vergemakkelijkt doordat de centrale besturing ongewijzigd kan blijven
  • Eenvoudige uitbreiding

Hoe consistenter machines zijn gemodulariseerd en intelligentie is gedecentraliseerd, hoe meer de starre structuur van de automatiseringspiramide begint te destabiliseren. De hiërarchieën worden transparanter, vooral op het niveau van sensor/actuator en I/O en besturingsniveau.

Modularisatie als motor voor vooruitgang

Dat modularisering ook in de machinebouw geaccepteerd wordt, is niet meer dan logisch. Andere industrieën hebben hun ontwikkeling al voltooid, van ambachtelijke productie tot serieproductie. Wanneer dingen in serie worden geproduceerd, kunnen schaalvoordelen worden gebruikt om efficiëntiewinsten te behalen. Monotone processen worden geautomatiseerd en medewerkers worden vrijgemaakt voor creatieve activiteiten die meer waarde toevoegen. Modularisatie is een aanjager van innovatie die nu ook de machine- en installatiebouw aandrijft.

Korte time-to-market

Modulaire machines voldoen aan veel van de eisen die tegenwoordig aan industriële ondernemingen worden gesteld. Ze:

  • Faciliteren bestelprocessen
  • Verkorten levertijden
  • Verhogen de flexibiliteit voor klanten en de fabrikant wanneer machines worden uitgebreid of verplaatst

Decentrale automatisering van Turck

Uw voordelen op een rij:

  • Gratis logische besturingsfunctie met ARGEE op Turck I/O modules
  • Kostenbesparing door gestandaardiseerde bekabeling en compatibiliteit
  • Flexibel gebruik van multiprotocol Ethernet componenten
  • Geoptimaliseerde inventaris door gestandaardiseerde hardware voor drie Ethernet netwerken
  • Turck's modulaire automatiseringsportfolio ondersteunt uw modulaire machineontwerp
  • Vereenvoudigde inbedrijfstelling en diagnose dankzij geïntegreerde webservers
  • Eenvoudig netwerken en reproduceren van besturingsoplossingen met CODESYS
  • Snelle besturingsprogrammering met "drag-and-drop" integratie
Browser window displays a flow diagram with a tree structure

De ARGEE programmeeromgeving biedt twee niveaus van complexiteit. De hier getoonde stroom editor is bijzonder eenvoudig. Logische functies kunnen worden geprogrammeerd via een stroomschema en drop-down velden

Field Logic Controller ARGEE

 

De FLC technologie van Turck brengt logica naar het veldniveau. De webgebaseerde programmeeromgeving ARGEE introduceert logische functies in Turck's block I/O modules met multiprotocol Ethernet platforms. Dit betekent dat er uit I/O modules een intelligente Field Logic Controller (FLC) ontstaat.

Ervaar meer op de Technologie pagina Field Logic Controller

Lagere machinekosten

Het verlagen van de kosten van een machine is niet alleen een kwestie van het selecteren van de juiste componenten. Eenvoudige integratie is de sleutel tot succes. Een machine opzetten zonder schakelkast bespaart tijd, geld en ruimte. Gestandaardiseerde automatisering van uw machine door het gebruik van intelligente Turck componenten vermindert ook de bronnen van fouten en de uitgaven aan documentatie terwijl de herbruikbaarheid van de modules wordt vergroot.

Flexibel gebruik in Ethernet

Dankzij Turck's multiprotocol Ethernet technologie kunnen de I/O modules worden gebruikt in de Ethernet protocollen PROFINET, Ethernet/IP en Modbus TCP. De modules herkennen automatisch het busprotocol dat tijdens de opstartfase wordt gebruikt zonder tussenkomst van de gebruiker.

Eenvoudig ontwerp van veiligheidstoepassingen

Veiligheidsfuncties die worden aangestuurd door centrale, op Ethernet gebaseerde veiligheids PLC's, bemoeilijken het modulaire ontwerp. Bovendien zijn centraal gecontroleerde veiligheidstoepassingen voor grote machines onderhevig aan lange cyclustijden, wat grote veiligheidsafstanden vereist tussen de bron van gevaar en de sensor. Decentrale veiligheidscontrollers versnellen de veiligheidsfunctie om kortere afstanden mogelijk te maken. Decentrale veiligheidsoplossingen kunnen ook de kosten verlagen.

Icons for safety functions, connected to safety I/O modules

Decentrale veiligheidsmodules die veiligheidstoepassingen regelen, vermijden lange cyclustijden, wat het ontwerpproces gemakkelijker maakt

Webserver ondersteuning

Geïntegreerde webservers in de modules vereenvoudigen de inbedrijfstelling en diagnose. In één oogopslag ziet u relevante gegevens zoals moduletype, firmware, IP-adres of PROFINET-naam. Diagnostische informatie wordt weergegeven in platte tekst op de webserver.

Eenvoudig netwerken

De wereldwijde netwerkvariabelen die in CODESYS zijn geïntegreerd, zorgen voor een gemakkelijke koppeling van meerdere I/O stations. Op deze manier kunnen verschillende systemen snel en eenvoudig worden aangesloten. Standaard transmissieprotocollen maken bidirectionele gegevensuitwisseling mogelijk.

Snelle programmering

Om een ​​snelle integratie in CODESYS te garanderen, biedt Turck ondersteuningspakketten aan als drivers voor het doelsysteem. De I/O modules kunnen eenvoudig in de configuratie worden ingevoegd door middel van "drag-and-drop". Diagnose- en inbedrijfstellingsfuncties en functieblokken ondersteunen de gebruiker ook.

Modularisatie Producten

Volg deze links naar onze productdatabase en vind de producten die uw modularisatiestrategie ondersteunen.

TX500 – HMI met CODESYS 3 PLC

Voordelen: Intelligentie in het veld met simpele integratie van besturingstaken direct op de machine of installatie


TBEN-PLC – Block I/O's met CODESYS 3 PLC

Voordelen: Intelligentie in het veld met simpele integratie van besturingstaken direct op de machine of installatie


TBEN – Multiprotocol Ethernet I/O oplossingen in IP67

Voordelen: Eenvoudige integratie in systemen en diagnostische functies via webservers en zelfs smartphones


TBPN en TBIP – Safety block I/O modules

Voordelen: de veiligheidsmodules TBPN en TBIP kunnen veiligheidstoepassingen direct vanaf het veld aansturen - ook als hybride module.


BL67 – Modulair I/O systeem in IP67

Voordelen: BL67 wordt direct in het veld gemonteerd waardoor de specifieke signaalvereisten optimaal in kaart worden gebracht en de bedradingsinspanning wordt verminderd.


BL20 – Modulair I/O systeem in IP20

Voordeel: BL20 kan optimaal worden aangepast aan de specifieke signaalvereisten en, als programmeerbare versie, applicaties onafhankelijk aansturen.


FEN20 – Block I/O module in IP20

Voordelen: FEN20 modules verbinden signalen perfect in compacte schakelkasten en sturen kleine toepassingen als Field Logic Controller zelf aan.


Select Country

Turck worldwide