Installeren zonder kast

Besturing, I/O-modules en vision direct op de machine

Steeds complexere toepassingen, stijgende kosten, een groeiend tekort aan vakmensen en het toenemende belang van duurzaamheid en modulariteit: Wie oplossingen biedt voor industriële automatisering, moet in de toekomst overtuigende antwoorden hebben op deze uitdagingen. Het antwoord van Murrelektronik is het gedecentraliseerde Vario-X installatiesysteem.

Naar het veld, decentraliseren, modulariseren, technologieën combineren, energie-efficiënter werken, complexiteit verminderen en vereenvoudigen: met het unieke Vario-X systeem biedt Murrelektronik een complete en geïntegreerde oplossing voor deze transitie in industriële automatisering. Het systeem integreert naadloos alle perifere elementen, van sensor en actuator tot de cloud, ongeacht de fabrikant.

Zonder schakelkast

Vario-X is een flexibel en schaalbaar automatiseringsplatform met maximale openheid en prestaties op alle niveaus en interfaces. Murrelektronik heeft hiermee een gedecentraliseerd automatiseringsconcept dat signalen, data en energie direct vanuit de cloud naar de procesomgeving brengt – zonder schakelkasten.
Afbeelding 1 toont wat Murr met kastloos bedoelt. De afbeelding toont een centrale besturingsunit die enerzijds communiceert met de sensoren en actuatoren op de machine en anderzijds met de centrale computer waarop een digital twin draait.
De unit bestaat uit een backplane die compatibel is met alle gangbare systemen, wat betekent dat u niet gebonden bent aan een specifiek systeem. Alle systeemcomponenten zijn ontworpen voor standaard bevestigingsmaterialen. Alle modules voldoen aan de REACH- en RoHS-richtlijnen.

Eén van de units is de industrie-PC – het brein van het Vario-X systeem. Deze is uitgerust met een multicore CPU en voorziet de hele installatie van intelligentie. Hij spreekt alle gangbare talen en kan als open besturingsplatform zonder beperkingen worden geïntegreerd. WLAN, 5G en Bluetooth, evenals OPC-UA en MQTT, zorgen voor naadloze communicatie in de fabriek van de toekomst.

Voor de communicatie met de sensoren en actoren heeft men diverse opties. Zo zijn er gedecentraliseerde I/O-modules die gebruik maken van de gangbare communicatieprotocollen. Voorbeelden zijn de Xelity managed switches met vijf of tien poorten die in een IP67-behuizing zijn ondergebracht en dus rechtstreeks op de machine geplaatst mogen worden. Ook zijn er units voor IO-Link, eveneens in een IP67-behuizing.

De Xelity managed switches vormen de perfecte basis voor het snel, eenvoudig en kostenefficiënt implementeren van ringtopologieën direct in het veld. Ze zorgen voor robuuste, storingsveilige netwerken voor transportsystemen, stapelkranen en orderverzamelingssystemen.

Afbeelding 2 toont hoe dergelijke I/O-modules op een machine gemonteerd kunnen worden. De door Murr ontwikkelde tool uKonn-X (afbeelding 3) kan daarbij gebruikt worden om de monteur te helpen om de juiste stekker in de juiste connector te steken. uKonn-X is namelijk een 2D / 3D-softwaretool waarin de machine ontworpen is en die tot aan de montage gebruikt wordt om de machine draaiende te krijgen.

One-Cam-Connect

Binnen het Vario-X systeem neemt One-Cam-Connect een speciaal plaatsje in. Dit is namelijk een module die bedoeld is voor vision-applicaties.

Machine-vision is alomtegenwoordig in de logistieke centra van vandaag om efficiëntie, kwaliteitsborging en veiligheid te garanderen. Tegelijkertijd moet de moderne productie zich snel aanpassen aan veranderingen in het productieproces en/of in het te vervaardigen product. Dit vereist flexibele, modulaire en schaalbare vision-systemen. Daarbij betekent het gebrek aan geschoold personeel dat automatiseringsapparatuur en visionsystemen plug-and-play moeten zijn en eenvoudig te installeren, in gebruik te nemen en te onderhouden moeten zijn.

Murrelektronik heeft voor dit onderwerp een totaaloplossing. Het gaat hier om een modulaire, fabrikantonafhankelijke, volledig insteekbare machine vision-installatieoplossingen die signalen, gegevens en vermogen in de directe machineomgeving brengen.

Installatiebundel One-Cam-Connect

One-Cam-Connect is een eenvoudige, plug-and-play-oplossing om veilig en snel een inspectiesysteem met slimme camera’s te bouwen. Dergelijke systemen worden vaak aangetroffen in de intralogistiek, bijvoorbeeld als code- of tekstscanners bij transportbandpoorten of handmatige verpakkingsstations.

De One-Cam-Connect- bundel bestaat uit een industriële switch met ingebouwde spanningsregeling, gecombineerd met een voeding van 90 W die in elk standaard stopcontact kan worden gestoken (afbeelding 4). Het geheel heeft IP67-bescherming en industriële certificering. Een slim detail: dankzij geïntegreerde montagelipjes kan de nieuwe voeding snel en veilig aan het machinerack worden bevestigd.

Minder is meer

Door het verplaatsen van componenten en functies van de schakelkast naar het veld en de aansluiting van lokale, zelfbeheerde systemen via slechts één kabel naar een centrale server kunnen de kosten met 30 procent worden verlaagd over de gehele procesketen, van planning en ontwerp tot montage en installatie. Tegelijkertijd wordt de complexiteit van de aan te schaffen onderdelen aanzienlijk verminderd, terwijl de duidelijkheid en flexibiliteit van het installatieconcept worden vergroot.

De installatie op locatie is net zo eenvoudig, snel en veilig als het insteken van een stekker in een stopcontact, dankzij het plug & play-principe met voorgemonteerde verbindingskabels op basis van internationaal erkende normen. Bovendien kunnen bestaande systemen snel en eenvoudig worden uitgebreid met extra camera’s met behulp van gestandaardiseerde componenten. Dit verkort de elektrische installatietijd met 30 procent en beschermt tegen installatiefouten bij elke afzonderlijke installatie.

Het is ook eenvoudig om camera’s toe te voegen aan bestaande systemen: monteer de robuuste, IP67-geclassificeerde connectoren rechtstreeks op het machineframe, sluit ze aan en u bent klaar.

Vier camera’s

Gebruikers kunnen maximaal vier camera’s aansluiten op een hybride switch die voeding, zekering en switch in één unit combineert. Bovendien kunnen meerdere switches in serie worden geschakeld om het netwerk van camera’s en andere randapparatuur uit te breiden. Het resultaat: vier camera’s kunnen worden geïnstalleerd, in bedrijf gesteld en genetwerkt met slechts twee kabels. Extra camera’s of componenten kunnen net zo eenvoudig worden toegevoegd met behulp van de daisy-chain-functionaliteit.

Dit betaalt zich niet alleen uit tijdens de installatie, maar maakt ook snelle en foutloze systeemassemblage mogelijk, vereenvoudigt eventueel vereist onderhoud, vermindert plannings- en documentatie-inspanningen en verhoogt de betrouwbaarheid van het systeem.

Problemen snel en efficiënt oplossen

Deze consequent gedecentraliseerde aanpak maakt onderhoud en probleemoplossing eenvoudig. Alle componenten van het machine vision- systeem zijn lokaal met elkaar verbonden. Dit maakt het heel eenvoudig om een camera te vervangen of een flitser op locatie toe te voegen, zonder de moeite en het tijdrovende zoeken naar aansluitingen in een schakelkast die vaak ver weg is.

Als gevolg hiervan kunnen operators op de productielijn eenvoudige onderhoudstaken sneller uitvoeren en zonder de noodzaak van deskundig personeel. Duidelijke LED-indicatoren op elke poort van de I/O-module of switch geven feedback over de juiste werking, terwijl de online diagnosetools zorgen voor meer diepgaande probleemoplossing.

Als er bijvoorbeeld een kabel breekt, geeft de switch direct de storing aan. Het team ter plaatse hoeft alleen de defecte kabel te vervangen en de camera is weer operationeel. Gedurende deze tijd wordt alleen de betreffende poort uitgeschakeld. Dit minimaliseert de systeemuitval en reparatiekosten.

De I/O-systemen, voedingen en netwerktechnologie zijn sterk gestandaardiseerd en vertrouwen op industriële connectoren. Dit betekent volledige compatibiliteit met elk onderdeel, ongeacht het merk.

Optimaal uitgerust voor gebruik in het veld

De consequent decentrale aanpak stelt bijzondere eisen aan robuustheid. Daarom zijn alle componenten van Vario-X en het machine vision-installatiesysteem ontworpen voor installatie dicht bij het proces: ze hebben een robuuste, volledig ingekapselde behuizing, zijn schok- en trillingsbestendig, IP67- geclassificeerd en bestand tegen bedrijfstemperaturen van -40 °C tot +55 °C.

Voor deze toepassingen kan nu een directe, industriële standaardvoeding in het veld worden geïmplementeerd – en dit snel, veilig en fabrikantonafhankelijk dankzij gestandaardiseerde M12 A-gecodeerde connectoren (afbeelding 5).