Implementering av komplexa processer
Fler och fler företag fokuserar på digitalisering för att öka effektiviteten i sin industriella produktion. Målet är att i framtiden använda sensorer, decentraliserade styrenheter och IT för att övervaka och styra även komplexa produktionsprocesser mer eller mindre i realtid.
Detta ökar insynen i sekvenserna och minskar lagringskostnaderna eftersom material just-in-sequence kan beställas och bearbetas. Samtidigt blir processerna mer flexibla, så att produktionen av allt från små batchstorlekar till enskilda delar (batchstorlek ett) därmed blir ekonomiskt lönsam. Tillverkare av kundanpassade produkter kan ändra och anpassa sin produktionsprocess mycket enklare och snabbare med hjälp av konceptet ”Plug and Produce”.
Sensordata utgör således råmaterialet för produktionsanläggningar i det industriella sakernas Internet (IIoT). Förvärvet av mätdata, liksom vidare bearbetning och överföring av dem till styrenheter på högre nivå, sker i allt snabbare takt.
Detta uppnås bland annat genom att använda sensorer som är snabba och lätta att integrera i komplexa produktionssystem. Signalkonditionerare ser till att sensorerna kan kommunicera med de decentraliserade styrenheterna i realtid via en industriell kommunikationsmodul med hjälp av fältbussprotokoll. Mätprogramvara, i form av nyligen integrerade webbservrar, ger en innovativ balans mellan enklast möjliga drift och genomförande av alltmer komplexa funktioner.
Avlastning av kontrollenheter på högre nivå
Sensordata utgör därmed råmaterialet för produktionsanläggningar i industri 4.0. Förvärvet av mätdata, liksom dess vidare bearbetning och överföring till styrenheter på högre nivå, sker i allt snabbare takt. Tillverkarna har optimerat sina produkter ytterligare för att uppfylla kraven för mätteknik 4.0: HBM tillhandahåller till exempel hela mätkedjan för att digitalisera produktionen. Den senaste innovationen från tillverkaren av mätteknik är en dynamisk signalkonditionerare som inte bara förstärker sensorsignalerna och överför dem till styrenheten utan störningar, utan
utför även preliminära beräkningar och sammanfattningar för att minska belastningen på styrenheterna på högre nivå.
Precision som nyckeln till nya tillämpningar
Alla maskinoperatörer bör vara medvetna om att hela mätkedjan är lika exakt som dess svagaste länk. Ändå används ofta sensorer med hög precision med mindre
precisa förstärkare, eller så kan de vara anslutna direkt till en programmerbar logisk styrenhet, vilket leder till låg noggrannhet för hela mätkedjan. Användare av den industriella mätförstärkaren ClipX drar nytta av större noggrannhet, eftersom icke-linjäritet, hysteres och temperatureffekter uppgår till mindre än 0,01 procent i förhållande till det fulla skalvärdet. Detta är det enda sättet att väsentligt öka noggrannheten för hela mätkedjan, både för sensor och förstärkare.
Industriella förstärkare är också utsatta för ett antal externa störningskällor. De arbetar ofta intill stora motorer, generatorer och växelriktare som genererar kraftfulla elektromagnetiska och elektrostatiska fält och störningar. Dessa störningar har en direkt effekt på förstärkarna. Interferenssignaler kan också föras in genom mätledningarna mellan givare och förstärkare. Om avskärmning saknas kan de fungera som antenner och leda in störningar i förstärkaren.
På grund av detta måste förstärkarna utrustas med lämpliga störningsdämpande element. Dessa egenskaper bör alltid dokumenteras i specifikationerna för industriella mätförstärkare, vilket HBM gör för alla sina enheter.
Intuitivt webbgränssnitt med responsiv design
En särskild egenskap hos den nya förstärkaren är det intuitiva webbgränssnittet som är integrerat i enheten och som möjliggör snabb och enkel uppstart. Tack vare webbgränssnittet är förstärkaren omedelbart redo för drift utan att behöva installera programvaran eller genomföra någon utbildning. Det sparar inte bara tid, utan minskar också kostnaderna och förenklar driften, eftersom det bara behövs en vanlig ethernet-anslutning mellan ClipX och driftsenheten.
Besvärliga programuppdateringar elimineras eftersom ClipX-webbservern alltid anpassas automatiskt till upplösningen på den operatörsenhet som används, en bärbar dator, surfplatta eller smartphone.
På grund av strängare säkerhetsregler tillåts ofta inte programvaruinstallationer alls utan IT-avdelningens godkännande. ClipX kringgår detta hinder: Enheten ansluts till gränssnittsväxeln med en enkel ethernet-anslutning – standardgränssnittet för kontor och fabrik. Inga ytterligare gränssnittsadaptrar behövs. Fjärråtkomst till enheten är också möjlig via internet, till exempel för att ställa in parametrar med fjärrkontroll.
Utvecklingen av webbgränssnittet baserades på Google Material Design, som används över hela världen. Webbgränssnittet är också responsivt, vilket innebär att det känner av upplösningen på en dator, smartphone eller surfplatta och därmed möjliggör optimal visning på alla webbläsarbaserade terminalenheter.
Webbgränssnittet kan användas inte bara för fullständig parametrering av förstärkaren, utan dessutom för direkt visualisering av mätvärden och processer och även som en diagnostisk display. Den här ”hälsokontrollen” upptäcker fel och rapporterar dem till operatören via larmfunktioner. Det gör det möjligt att snabbt eliminera fel, vilket i sin tur leder till färre maskinstopp och effektivare processer.
Enhetsparametrering kan också hanteras enkelt med backup- och återställningsfunktionen i ClipX. Filerna kan helt enkelt sparas på en dator och laddas på andra enheter vid behov (kloning av enheter).
Snabba processer
Mättekniken i industriella tillämpningar måste integreras sömlöst i automationssystem. ClipX är därför utrustad med de funktioner och egenskaper som förenklar integreringen av mättekniken i produktionsprocessen. Därför är ClipX-signalkonditioneraren utrustad med alla väletablerade automationsgränssnitt som PROFINET, EtherCat®, PROFIBUS, Ethernet/IP™, Analog (V/mA), Digitals-I/O och Ethernet (TCP/IP).
Allt eftersom kraven på datamängder och överföringshastighet drastiskt har ökat har snabba ethernet-baserade fältbussar blivit alltmer populära som kommunikationsprotokoll inom industrin för automationsteknik. Tidigare har detta inneburit enkla fältbussar som CAN eller Profibus. Nu och i framtiden måste datainsamlingssystem stödja realtids-ethernetprotokollen EtherCAT, Profinet eller Ethernet/IP™, som också kan överföra stora datamängder med mycket höga hastigheter.
Smarta funktioner ger avlastning
Till skillnad från vanliga industriella förstärkare kräver ClipX ingen separat toppmodul för att bearbeta data direkt. ClipX anpassar sig till varje mätuppgift, oavsett om det är en en- eller flerkanalsapplikation i tillverknings- eller produktionsövervakningsmaskiner. Till exempel kan upp till sex enheter anslutas modulärt med hjälp av plug and play-systemet så att mätdata kan beräknas i förväg. En eller flera olika systemkontroller kan också få tillgång till ClipX-systemet via fältbussgränssnitten i ClipX.
Denna decentraliserade intelligens hos test- och mätutrustningen är särskilt viktig för tillämpningar med en mycket hög grad av automatisering för att minska felfrekvensen och systembelastningen på styrenheten.
För att skapa snabbare produktionsprocesser kan ClipX ta över beräkningar eller styrfunktioner som går utöver den faktiska mätfunktionen och därmed avlasta den högre styrenheten (PLC). Tack vare smarta funktioner kan de uppmätta signalerna bearbetas internt och analyseras i realtid. Förstärkaren kan därmed utföra en del av de uppgifter som annars skulle tas över av PLC:n, t.ex. medelvärdesbildning, toppvärdesbildning och andra matematiska beräkningar samt PID-regulatorer.
Parametrisering i stället för programmering
Eftersom beräkningskanalerna kan bearbetas i realtid med ClipX kan toleransuppgifter med Good/Bad-detektion utföras av ClipX. Beräkningskanalerna behöver bara parametreras av operatören i stället för att programmeras helt och hållet. I stället för att skriva tidskrävande programkod kan parametrar och ingående signaler helt enkelt sättas in i de färdiga funktionerna. Det sparar användaren ett enormt arbete.
Moderna förstärkarsystem som ClipX minskar inte bara kostnaderna för att tillverka produkter utan ökar också kvaliteten och produktionshastigheten. Som användare av HBM:s mätteknik drar du nytta av en konsekvent digitalisering och säkrar ditt kunskapsövertag i dina produktions- och testprocesser.
Fördelarna med ClipX:
- Moderna automationsgränssnitt för flexibla tillämpningar
- Framtidssäker investering som uppfyller framtida IoT-krav.
- Den mest exakta industriella signalkonditioneringen med en noggrannhetsklass på 0,01 procent.
- Oslagbart förhållande mellan pris och prestanda
Text; Michael Guckes, produktchef HBM Test och mätning
About HBK – Hottinger Brüel & Kjær
HBK – Hottinger, Brüel & Kjaer is the world’s leading provider of technologies and services that integrate the entire test and measurement chain. Our solutions help product developers to align the test and simulation process, driving greater innovation and insight from cleaner data and more accurate analysis. We also enable OEMs to enhance product quality through sophisticated in-product measurement and monitoring sensors. For customers, this means development cycles are shorter, products are optimized, and better decisions are made. Learn more at www.hbkworld.com
HBK Sverige
Sjöängsvägen 15
192 72 Sollentuna
Phone: +46 87 562 333
Email: info@se.hbm.com
