Wpływ wartości dodanej rozproszonych modułów I/O na produktywność maszyn

    Maksymalna produktywność maszyn i urządzeń w zakładach przemysłowych jest jednym z celów stawianym przed osobami zajmującymi się wdrażaniem systemu TPM (Total Productive Maintenance). Czynności prowadzone w ramach TPM przyczyniają się do eliminowania źródeł potencjalnych awarii.

    Wysoką produktywność można osiągnąć tylko wówczas, gdy maszyny i urządzenia są maksymalnie dostępne. Nieplanowane przestoje wywoływane awariami są główną przyczyną zakłóceń takiego stanu. Bardzo często są to zwarcia zasilania na modułach I/O wynikające z uszkodzeń mechanicznych czujników lub przewodów. W niekorzystnych okolicznościach ich usunięcie trwa bardzo długo. Decydujący wpływ na czas przestoju w takich sytuacjach ma odnalezienie źródła awarii. Czynnikiem kluczowym jest szybka i bezbłędna identyfikacja miejsca uszkodzenia.

    W wielu starszych modułach I/O zwarcie na jednym z portów może powodować utratę funkcjonalności całego modułu, a nierzadko także komunikacji w całej sieci. W takim przypadku jedyne, co możemy zdiagnozować w krótkim czasie z poziomu układu sterowania to, który moduł jest niedostępny. Kolejnym krokiem jest czasochłonne wypinanie poszczególnych elementów, aby stwierdzić bezpośrednią przyczynę awarii. Takie rozwiązanie naraża użytkowników na bardzo długie przestoje maszyn, a w efekcie na duże koszty strat produkcyjnych.

    W obliczu takiego problemu stanęli pracownicy Centrum Techniki i Innowacji firmy Volkswagen Motor Polska. Wiele z zainstalowanych w zakładzie maszyn wyposażonych było w moduły I/O starszej generacji. Dodatkowym impulsem do znalezienia alternatywnego rozwiązania był fakt, że moduły zostały wycofane z produkcji.

    Po analizie dostępnych rozwiązań rynkowych wybór padł na moduły BNI z interfejsem Profibus firmy Balluff. Jednym z głównych czynników, jaki zdecydował o wyborze, są zaimplementowane w modułach funkcje diagnostyczne. Równie ważna jest możliwość przeniesienia istniejących obszarów adresowych na nowe moduły bez konieczności dokonywania zmian w programie sterowania maszyn. Operacja wymiany starszych rozwiązań na moduły BNI tzw. retrofit została przeprowadzona przez pracowników CTI. Potwierdziły się wcześniejsze założenia: wg pracowników CIT czas usuwania awarii skrócił się z kilku godzin do 10 minut.

    Moduły BNI firmy Balluff łączą w sobie rozbudowaną funkcjonalność z dużą wytrzymałością mechaniczną oraz wygodą instalacji. Aby sprostać ciężkim warunkom środowiskowym panującym w przemyśle, wykonana z odlewu obudowa gwarantuje wysoki stopień ochrony IP67. Ergonomiczna, płaska forma zajmuje niewiele przestrzeni i jest wygodna w montażu. Do podłączenia czujników lub elementów wykonawczych służą gniazda M12. Każde z nich umożliwia podłączenie do dwóch sygnałów przy użyciu odpowiednich przewodów lub trójników. Dwie diody sygnalizacyjne LED są standardem dla pojedynczego portu.

    Moduł wyposażony jest w rozbudowane funkcje diagnostyczne. Jedną z możliwości zdiagnozowania stanu jego pracy są diody LED. Na ich podstawie możemy odczytać informację o stanie napięć zasilających oraz status komunikacji sieciowej. Poszczególne diody przyporządkowane do portów informują nas o prawidłowym stanie pracy portu, zwarciu
    lub jego przeciążeniu. Wszystkie informacje są przekazywane do układu sterowania i mogą być przedstawione np. na panelu operatorskim.
     
    Błyskawiczna identyfikacja miejsca uszkodzenia jest możliwa dzięki diagnostyce każdego pojedynczego portu. Oprócz informacji diagnostycznej przesyłanej w zależności od protokołu sieciowego mamy możliwość odczytania informacji o błędnym działaniu poszczególnych urządzeń bezpośrednio poprzez obszar wejść sterownika. Dzięki temu integracja funkcji diagnostycznych w układzie sterowania staje się naprawdę łatwa i wygodna. Informacje o błędach mogą być wyprowadzone np. bezpośrednio na panel operatorski i wskazać obsłudze miejsca uszkodzenia.

    Bardzo ważną cechą modułów jest ich odporność na zewnętrzne zakłócenia. Zwarcia na portach wejściowych lub wyjściowych nie wpływają na funkcjonowanie pozostałych podłączonych urządzeń. Pozwala to uniknąćniespodziewanych zdarzeń lub nieprawidłowego działania elementów wykonawczych.

    Moduły BNI dostępne są z większością standardów sieciowych, takich jak Profibus, Profinet, DeviceNet, EthernetIP, CC-Link.

    www.balluff.com