ไดรฟ์อัจฉริยะในยุคอุตสาหกรรม 4.0

ไดรฟ์อัจฉริยะในยุคอุตสาหกรรม 4.0

ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของแอปพลิเคชันอุตสาหกรรม 4.0 ผู้ผลิตเครื่องจักรจึงตกอยู่ภายใต้แรงกดดันที่จะต้องใช้คนน้อยลงเพื่อให้เวลาในการพัฒนาเครื่องจักรขั้นสูงสั้นลง ความจำเป็นในการให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการตัดสินใจด้านการปฏิบัติงานด้วยข้อมูลแบบเรียลไทม์มีเพิ่มมากขึ้น คำหลักที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม 40 คือการเชื่อมต่อ (การเชื่อมต่อระหว่างผู้เข้าร่วมทั้งหมดในกระบวนการผลิต) แม้แต่ในโรงงานที่ยังไม่ได้ใช้อุตสาหกรรม 4 0 สิ่งสำคัญคือส่วนประกอบหรือระบบอย่างน้อยต้องเข้ากันได้กับข้อกำหนดของอุตสาหกรรม 40 และสามารถเชื่อมต่อและสื่อสารกับเครือข่ายภายในและภายนอกได้

แม้ว่าจะง่ายต่อการนำไปใช้กับส่วนประกอบใหม่ๆ แต่การแทนที่ระบบที่มีอยู่ทั้งหมดเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถใช้งานร่วมกันได้นั้นไม่ใช่เรื่องจริง สิ่งนี้ได้นำไปสู่การพัฒนาอุปกรณ์ต่างๆ ที่ให้การเชื่อมต่อพื้นฐานกับระบบ Industrial 4.0 เป็นอย่างน้อย โดยไม่กระทบต่อตรรกะของระบบอัตโนมัติ การพัฒนาไดรฟ์ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถกำหนดค่าฟังก์ชันต่างๆ ผ่านเทคโนโลยีในตัว ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้ PLC ภายนอก ซึ่งสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับไดรฟ์รุ่นก่อนหน้าที่มีฟังก์ชันการทำงานที่จำกัด

ไม่จำเป็นต้องใช้ PLC ภายนอก

ระบบขับเคลื่อนสมัยใหม่มีความชาญฉลาดเพียงพอที่จะทำหน้าที่ควบคุมตำแหน่งและควบคุมความเร็ว การใช้งานคุณสมบัติเหล่านี้ทำได้ง่ายเพียงแค่ดูอีเมลผ่านโทรศัพท์มือถือ ความคาดหวังอีกประการหนึ่งที่อุตสาหกรรม 4.0 นำมาคือระบบขับเคลื่อนสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับฟังก์ชันการทำงานและประสิทธิภาพของเครื่องจักร จากนั้นกำหนดค่าข้อมูลและนำเสนอต่อโลกภายนอก

ผู้ผลิตไดรฟ์ขั้นสูงสามารถกำหนดค่าคุณลักษณะต่างๆ มากมายผ่านเทคโนโลยีในตัว ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้ตัวควบคุมตรรกะแบบตั้งโปรแกรมได้ (PLC) ภายนอก ตัวอย่างเช่น เซอร์โวไดรฟ์ล่าสุดประกอบด้วยระบบปฏิบัติการตัวควบคุมแบบตั้งโปรแกรมได้ของ International Electrotechnical Commission (IEC) 61131-3 สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับไดรเวอร์รุ่นก่อนหน้าซึ่งมีฟังก์ชันการทำงานที่จำกัด

ต้องใช้เวลาพอสมควรในการทำความเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงผลกระทบของความก้าวหน้าเหล่านี้ในไดรฟ์ แต่ไดรฟ์อัจฉริยะในปัจจุบันมีความสามารถในการแก้ปัญหาความท้าทายในการควบคุมแบบเรียลไทม์ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของอุตสาหกรรม 40 PLC ถูกถอดออก และการเข้าถึงไดรฟ์โดยตรงจะช่วยลดช่วงเวลา และปรับปรุงรอบเวลาและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสม

เก็บไว้ในซิงค์

แม้ว่าระบบขับเคลื่อนจะมีเครื่องมือหรือบล็อกฟังก์ชันในการแก้ปัญหาบางอย่าง แต่ก็ยังเผชิญกับความท้าทายในการซิงโครไนซ์การเคลื่อนไหวหลายรายการในเครื่องเดียว ในกรณีที่ระบบบัสที่ใช้ไม่แน่นอน วิธีแก้ไขที่สามารถใช้ได้คือให้ไดรฟ์สื่อสารโดยไม่ต้องกลับสู่ระบบควบคุมส่วนกลาง นี่คือจุดที่ระบบบัสที่กำหนดเช่น SERCOS III นั้นมีอยู่ในตัวเอง ระบบที่กำหนดไม่ใช่ข้อกำหนดเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับการประยุกต์ใช้อุตสาหกรรม 40 ไดรฟ์สามารถจัดเก็บข้อมูลแบบเรียลไทม์และส่งไปยังระบบอัปสตรีมในลักษณะที่ไม่สามารถกำหนดได้

ขณะนี้มีเครื่องมือขั้นสูงมากมายในไดรฟ์ การเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมจึงเป็นเรื่องสำคัญ เป้าหมายควรเป็นเพื่อให้โปรแกรมเมอร์ผู้สร้างเครื่องจักรที่ไม่มีประสบการณ์เฉพาะเจาะจงสามารถเข้าถึงและใช้คุณสมบัติเหล่านี้ได้ ขอแนะนำให้ใช้บล็อกฟังก์ชัน PLC ที่ผ่านการทดสอบและทดสอบแล้ว ซึ่งสามารถใช้กับ PLC ภายใต้มาตรฐาน IEC 61131-3 และยังใช้ร่วมกับการเขียนโปรแกรมลอจิกแลดเดอร์ได้อีกด้วย

ขณะนี้มีบล็อกฟังก์ชันต่างๆ มากมายที่สามารถเลือกได้สำหรับแต่ละแอปพลิเคชัน สิ่งที่พวกเขาทำได้คือตั้งแต่การรวบรวมข้อมูลตำแหน่งบนสายพานลำเลียง การควบคุมเครื่องม้วนไปจนถึงการควบคุมการลงทะเบียนวงปิด และแม้แต่การสร้างวิถีการเคลื่อนที่ที่สมบูรณ์สำหรับเครื่องตัดขวางและเครื่องซีลกากบาท

สร้าง HMI

Human Machine Interface (HMI) เป็นอีกหนึ่งองค์ประกอบสำคัญของอุตสาหกรรม 40 ในอดีต การสร้างอินเทอร์เฟซสำหรับเครื่องจักรและผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องมีการแทรกแซงจาก PLC กลางและระบบบัสเพื่อส่งข้อมูลการตั้งค่าเครื่องจักรที่สำคัญและตัวแปรไปยังไดรฟ์ ข้อมูลการวินิจฉัยและสถานะเครื่องจะถูกนำเข้าอีกครั้งใน PLC ก่อนที่จะแสดงบน HMI

แม้ว่าระบบบัสสมัยใหม่จะสามารถทำเช่นนี้ได้ แต่ก็อาจต้องใช้การเขียนโปรแกรมจำนวนมาก และอาจไม่จำเป็นเมื่อระบบขับเคลื่อนมีข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมด เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ระบบขับเคลื่อนจำนวนมากจึงมีเครื่องมือทั้งหมดที่จำเป็นในการสร้าง HMI ในบางกรณี อาจไม่จำเป็นต้องใช้ PLC ส่วนกลางเนื่องจากไดรฟ์สามารถใช้อินพุตและเอาต์พุตได้เต็มรูปแบบ ซึ่งก่อนหน้านี้เชื่อมต่อกับ PLC

ปัจจัยสำคัญที่ต้องควบคุมคือเวลาที่ต้องใช้ในการตั้งค่าและดีบักเครื่อง ขณะนี้ สมาร์ทไดรฟ์มีเครื่องมือมากมายที่ช่วยลดเวลาเริ่มต้นระบบด้วยการเคลื่อนที่ของแกนที่ปรับให้เหมาะสมและการซิงโครไนซ์กระบวนการ

เครื่องมือเริ่มต้นอย่างรวดเร็วเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเคลื่อนย้ายไดรฟ์ในระยะแรกของการทดสอบการทำงานของเครื่องจักร แม้ว่ายังไม่ได้ติดตั้งซอฟต์แวร์ควบคุมเครื่องจักรในระบบก็ตาม ผลลัพธ์คือการทดสอบประสิทธิภาพทางกลไกของเครื่องอย่างรวดเร็วและง่ายดายโดยใช้เครื่องมือไอทีขั้นพื้นฐานเท่านั้น เช่น โทรศัพท์มือถือหรือแท็บเล็ต

ช่วยบำรุง

ระบบขับเคลื่อนอัจฉริยะสามารถมีส่วนร่วมในกลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงรุกได้ เนื่องจากระบบดังกล่าวมาพร้อมกับชุดเครื่องมือสำคัญครบชุดที่สามารถทำหน้าที่บำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ที่สำคัญได้ ช่วยลดความพยายามในการเขียนโปรแกรมเพิ่มเติม ซอฟต์แวร์นี้สามารถตั้งค่าให้ตรวจสอบสถานะประสิทธิภาพของเครื่องจักรแบบเรียลไทม์และสถานะกระบวนการได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งรวมถึงการวิเคราะห์รูปคลื่นโดยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ตลอดจนตรวจสอบระยะฟันเฟือง แรงเสียดทานที่เพิ่มขึ้น หรือการโอเวอร์โหลดของกระบวนการ

หากเกิดสภาวะความผิดปกติ รหัสจะถูกสร้างขึ้นและส่งไปยัง HMI หากคุณพบปัญหาร้ายแรงที่ทำให้เครื่องจักรหยุดทำงาน คุณสามารถตัดสินใจภายในไดรฟ์เพื่อลดความเสี่ยงต่อการสูญเสียการผลิตและความเสียหายของเครื่องจักรได้

อุตสาหกรรม 4.0 มอบพลังการประมวลผลที่ได้รับการปรับปรุงและฟังก์ชันการทำงานที่ได้รับการปรับปรุงสำหรับไดรฟ์อัจฉริยะ สิ่งนี้นำมาซึ่งโอกาสที่มากขึ้นสำหรับบริษัทผู้ผลิตในการเพิ่มประสิทธิภาพการเขียนโปรแกรม การผลิต และการบำรุงรักษา เนื่องจากในหลายกรณี ข้อกำหนดของ PLC ลดลงหรือไม่จำเป็นต้องใช้อีกต่อไป จึงสามารถสร้างเครื่องจักรขั้นสูงได้มากขึ้นในเวลาที่น้อยลง