Zauważony został skok technologiczny w nowych modułowych rozwiązaniach firmy SEW-Eurodrive. Dzięki temu znacząco wzrosła prostota wprowadzania zmian w liniach technologicznych, redukując tym samym koszty ponoszone na okablowanie, a tym samym zwiększając ogólny poziom bezpieczeństwa całego systemu.
Zmontowana testowa linia podajnikowa, zaprezentowana w fabryce SEW-Eurodrive w Niemczech, została wykorzystana w celu wykazania możliwości integracji zaprojektowanych systemów w warunkach rzeczywistej pracy ? by udowodnićmożliwości realizacji globalnej powtarzalności systemu
Kiedy firma General Motors w 2002 roku wystosowała ogólne wytyczne dla globalnej platformy systemów przenośników transportowych, główne cele, które temu przyświecały, były następujące: przystosować system do możliwości szybszego wprowadzania zmian, obniżenia kosztów, jak również uproszczenia instalacji i obsługi. Przyszłe rozwiązania miałyby funkcjonować zarówno w nowych fabrykach, jak i w modernizowanych instalacjach. Technologie wybrane do realizacji proponowanych rozwiązań są najlepszymi z możliwych, wynalezionych w fabrykach GM na całym świecie.
Dla Hansa Rodgersa, starszego inżyniera produkcji w dziale firmy GM, który zajmuje się sterowaniem, taśmociągami, robotyką i spawaniem, całe piękno zintegrowanego sterowania przenośnikami ? opracowanego przez firmę SEW-Eurodrive ? kryje się w jego prostocie. System składa się z elementów modułowych, w tym zintegrowanych motoreduktorów, napędów oraz oddzielnego obwodu bezpieczeństwa 24 VDC. Nie ma potrzeby stosowania specjalnych zakończeń przewodów, a instalacja systsemu jest znacznie szybsza ? z uwagi na zastosowanie standardowych modułów przenośnikowych.
System sterowania przenośników firmy SEW znacznie zwiększa elastyczność produkcji, pozwalając na szybsze zmiany w linii produkcyjnej ? zmiana kształtu i wagi karoserii produkowanych samochodów może zostać przeprowadzona w kilka dni ? zamiast jak do tej pory ? w kilka miesięcy. Dzięki temu firma General Motors zanotowała znaczące oszczędności kosztów obsługi oraz instalacji systemów.
Oszczędności wynikają z:
-
mniejszej ilości komponentów systemu,
-
mniejszej ilości okablowania,
-
ograniczenia zakresu obsługi,
-
eliminacji strat w produkcji wynikających z przestojów awaryjnych (z ang. Emergency Stops).
Oszczędności sięgają tysięcy dolarów dla pojedynczej linii.
? Produkujemy podobne karoserie samochodów na całym świecie ? wyjaśnia pan Rodgers ? jednakże w wielu przypadkach lokalne fabryki wprowadzają drobne korekty podczas kompletowania linii podajnikowej. Dzisiaj posiadamy system sterowania, który jest znacznie prostszy i tańszy zarówno w utrzymaniu, jak i uruchomieniu ? niezależnie od tego, czy fabryka znajduje się na południu, czy północy Ameryki, w Europie, czy też w Azji. To jest właśnie to, co rozumiemy pod pojęciem standardowej elastyczności.
Dzięki tejże elastyczności firma GM opracowała standardy dla nowych modułów w większości ze swoich linii produkcyjnych samochodów. Możliwość zastosowania architektur powszechnie znanychtechnik wytwarzania jest kluczowa podczas ?obcinania? kosztów podczas projektowania nowych linii produkcyjnych.
Sterowanie zdecentralizowane
Prostota tkwi w inżynierii systemu: firma SEW zaproponowała zdecentralizowane sterowanie z zintegrowanymi napędami i motoreduktorami, umieszczonymi w ramach modułów systemu podajnikowego. Oprócz zdecentralizowanego systemu sterowania ? dzięki któremu znaczącemu ograniczeniu uległo okablowanie systemu ? nowe moduły firmy SEW, bazujące na technologii ?plug & play? (podłącz i działaj), wyeliminowały konieczność stosowania zakończeń linii przewodów. Nawet w fabrykach w Chinach, gdzie koszty pracy są tak niskie, inżynierowie firmy General Motors wierzą, że zastosowanie tego typu rozwiązań umożliwi ograniczenie liczebności koniecznego personelu. Jest to między innymi skutkiem minimalizacji błędów związanych z okablowaniem, częstych przyczyn opóźnień uruchomienia produkcji.
Przełączniki w obudowach typu DIP (patrz rysunek; z ang. Dual in-line package) służą do konfiguraji napędów ? zamiast oprogramowania. Dowiedziono, że jest to rozwiązanie znacznie tańsze, aniżeli stosowanie specjalnego oprogramowania oraz związanego z tym treningu inżynierów. Klawiatury, laptopy oraz inne urządzenia peryferyjne mogą być również wyelinowane z zakresu obsługi w linii podajnikowej. ? Czasami technika niskiego poziomu jest najlepszą z technik ? twierdzi Tom Curtin, menedżer działu motoryzacji w firmie SEW. ? Gdy już zrozumie się, w jaki sposób napęd steruje silnikiem, nie ma potrzeby programowania indywidualnych napędów. Dzięki temu że firma SEW produkuje zarówno napędy, jak i silniki, zastosowanie przełączników DIP znacznie uprzaszcza standaryzację sterowania silnikami.
Dodatkowo obwód bezpieczeństwa 24 VDC zintegrowany w napędach zastępuje doskonale tradycyjnie stosowane komponenty sprzętowe. Kombinacja tego typu decyzji na temat projektowania systemów pomaga wyelinować pewne ?trudne? elementy, urealniając tym samym możliwość budowy całego systemu.
Wyeliminować zbędne styczniki
Projekt firmy SEW pozwolił GM wyeliminować wiele z niepotrzebnych styczników ? koniecznych w tradycyjnych systemach bezpieczeństwa ? bez utraty poziomu bezpieczeństwa pracowników. Zamiast stopu bezpieczeństwa 24 VDC (zgodnego z normą EN954-1, kat. 3.), zaimplementowany jest układ niskiego napięcia, separujący funkcje bezpieczeństwa od linii zasilającej, wykorzystywanej do sterowania napędem i silnikiem. Tam gdzie to konieczne, odłącza się 24 VDC, aby zapobiec uszkodzeniu tranzystorów mocy w napędach o zmiennej częstotliwości (z ang. Variable Frequency Drive) ? stawia to sterowany silnik w sytuacji, w której nie może dostarczać momentu ? choć jednocześnie zasilany jest napięciem 480 V.
W związku z tym, że ?stop bezpieczeństwa? umieszczony jest w osobnym obwodzie, możliwe jest zatrzymanie ruchu systemu podajnikowego bez konieczności odcinania zasilania napędów i silników. Bardzo ważne jest dla użytkowników końcowych, że system podajnikowy może być bardzo szybko ponownie uruchomiony, gdy tylko zostanie potwierdzona sytuacja, wskutek której nastąpiło awaryjne zatrzymanie linii. W tradycyjnych rozwiązaniach należy odłączyć całe zasilanie zarówno silników, jak i napędów ? dodatkowo spotyka się odłączenie silników i napędów od głównego sterownika podczas wykonywania procedury stopu awaryjnego. Po wykonaniu procedury obsługi stopu awaryjnego należy przeprowadzić pełną sekwencję przywrócenia zasilania, w celu uniknięcia uszkodzeń napędów. Szybkie odłączenie i załączenie zasilania może być niebepieczne i znacznie skraca żywotność napędów.
? Firma GM chciała standardowej architektury systemu bezpieczeństwa, a zatem wtedy, gdy jakiś komponent przestaje funkcjonować, gdy wywoływana jest funkcja stopu awaryjnego, gdy naruszona zostanie kurtyna świetlna, należy realizować działania, które spowodują, że pracownicy w żaden sposób nie znajdą się w niebezpieczeństwie ? wyjaśnia pan Curtin. ? Nasze systemy sterowania nie tylko spełniają podstawowe wymagania, umożliwiające stwierdzenie, co wywołało dane zdarzenie awaryjne czy stop awaryjny, systemy te oszczędziły firmie jak na razie miliony dolarów. Typowa fabryka wykorzystuje około 1 000 i więcej styczników bezpieczeństwa. Dzięki wprowadzeniu nowego systemu udało się ich liczbę zredukować o około 60% ? oczywistym jest fakt zarówno uproszczenia systemu, jak i obniżenia całkowitych kosztów wdróżenia.
Przy liczbie ponad 5 000 systemów sterowania SEW elementami systemu podajnikowego w fabrykach GM na całym świecie pan Curtin wyraża duże uznanie dla przyszłościowego myślenia tejże firmy oraz dla technologii w niej stosowanych. ? Teraz znacznie łatwiej współpracuje się z GM ? twierdzi on. ? Zmieniają technologię krokami, jednakże cały czas w kierunku znaczącego postępu. Rozumieją, jak trudno jest zmienić lokalne fabryki, więc obecnie postanowili wykonać jeden olbrzymi krok, zamiast wielu małych. Typowe komponenty systemu mogą być kupowane lokalnie, w miejscach lokalizacji fabryk, w różnych regionach świata.
? Jest to podejście do rozwoju technologii, które doskonale wpasowuje się w ideologię firmy SEW ? twierdzi pan Curtin. ? Nasze produkty są modułowe, dostęp do naszych produktów jest również ogólnoświatowy. W związku z tym, że rozumiemy potrzeby naszych klientów, dopracowujemy systemy współpracy z nimi na całym świecie ? podobne podejście stosujemy do wszystkich naszych klientów. Jest to naszym zdaniem standard elastycznej współpracy.
ce
Artykuł pod redakcją
Krzysztofa Pietrusewicza,
Instytut Automatyki Przemysłowej,
Politechnika Szczecińska