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„Qi“ setzt sich gezielt dafür ein, die digitale Transformation voranzutreiben

Branchennachrichten

„Qi“ setzt sich gezielt dafür ein, die digitale Transformation voranzutreiben

08.12.2023
Mit der kontinuierlichen Einführung neuer Prinzipien rund um das industrielle Internet der Dinge (iiot) führt die Automatisierungsbranche schnell viele Produktionssysteme ein und vereinfacht sie, die dem Konzept der digitalen Transformation entsprechen, einschließlich intelligenter und vernetzter Produktionssysteme und -komponenten, die Informations- und Kommunikationstechnologie nutzen. Die kontinuierliche Vertiefung der digitalen Transformation hat die Ideen der Menschen verbessert. Beispielsweise handelt es sich bei der Pneumatiktechnik um eine ausgereifte Fertigungstechnologie, die in vielen Branchen schon seit langem angewendet wird und „veraltet“ oder sogar „veraltet“ ist. Dies ist jedoch nicht der Fall. Pneumatiktechnologien wie Steuerventile entwickeln sich immer noch kontinuierlich weiter und beginnen mit der Integration von Sensoren, industriellen Netzwerkschnittstellen, drahtloser Technologie und komplexen digitalen Steuerfunktionen, um sich an das Produktionssystem anzupassen, das durch das aufkommende industrielle Internet der Dinge vorangetrieben wird.Weiterentwicklung der Ventilsteuerungstechnologie Die Steuerung des Pneumatikventils und die Überwachung des Zylinderpositionssensors werden zunächst durch diskrete Verkabelung realisiert: Jeder Ausgang einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) ist mit einer Magnetventilspule verbunden und wird separat angesteuert, und der Positionssensor am Zylinder ist mit der SPS verbunden Eingabekarte (dieser Schritt ist teuer, zeitaufwändig und arbeitsintensiv). Durch den Einsatz von Patronenventilen und Ventilgruppen wird das Pneumatikventil zu einer praktischeren Lösung, d. h. die Verbindung zwischen allen Magnetventilen und der SPS-Eingangs-/Ausgangskarte (I/O) wird über einen mehrpoligen Stecker abgeschlossen und kann mit abgeschlossen werden nur ein Kabel. Jetzt kann nur ein Kabel problemlos Dutzende einzelner Kabel ersetzen, wodurch sich die Verkabelungskosten der pneumatischen Ventilsteuerung erheblich reduzieren. Obwohl diese Patronenventile dazu beitragen, den Komponenten- und Arbeitsaufwand für die individuelle Verkabelung jedes Magnetventils zu reduzieren, enthalten sie keine Diagnoserückmeldung oder andere praktische Betriebsinformationen. Um diese zusätzlichen Informationen zu erhalten, sind unabhängige Sensoren erforderlich, die an die SPS-E/A-Karte angeschlossen sind, um die Korrektheit zu messen und zu überprüfen, einschließlich Zylinderposition, Spulenposition, Druck, Durchfluss und andere nützliche Informationen. Mit zunehmender Komplexität von Automatisierungssystemen wird die Kommunikationsverbindung auf Basis von Feldbussen (Industrienetzwerken) immer häufiger eingesetzt. Das Schema nutzt eine Vielzahl unterschiedlicher industrieller Netzwerkprotokolle wie PROFIBUS, SERCOS und verschiedene auf Ethernet basierende Feldbustechnologien, wodurch zusätzliche Kosten eingespart werden können. Darüber hinaus kann die SPS nicht nur das Ventil steuern, sondern auch den Sensor und die Ausrüstung überwachen, um E/A-Daten über ein kostengünstiges Kommunikationskabel ohne lokale E/A-Karte auszutauschen. Die pneumatische Ventilgruppe kann mit Feldbusschnittstelle und E/A-Leistung kombiniert werden, um einen voll funktionsfähigen pneumatischen Ventilkörper zu erhalten, der problemlos in eine intelligentere und komplexere Automatisierungsplattform integriert werden kann. Durch die Integration von Kommunikationskomponenten in die Ventilgruppe sowie die Einführung neuer leichter Polymerstrukturmaterialien und Staubdichtigkeits-, Wasserdichtigkeits- und anderer Schutzstufen ist die Ventilgruppe näher an der Regelanlage oder Aktuatorinstallation, und es besteht keine Notwendigkeit mit einer Schale ausgestattet werden. Der Maschinenhersteller kann das Ventil einfacher am Endeffektor, Manipulator und anderen Arbeitskomponenten installieren, um näher am pneumatischen Steuergerät zu sein. Dies bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich, die nicht nur die Rohrlänge zur Verbindung der Ventile und Zylinder der Antriebsausrüstung reduzieren, sondern auch das Pneumatiksystem optimieren, aber auch schneller reagieren und den Durchsatz des Bewegungsablaufs verbessern können.2Emersons aventics Das fortschrittliche av03/av05-Ventil (oben) ist in das industrielle Internet der Dinge integriert und mit dem intelligenten pneumatischen Überwachungs-„Hub“ (unten) verbunden, der zum Sammeln, Sortieren und anschließenden Übertragen der pneumatischen Leistungsdaten verwendet wird an das Anlagenmanagementsystem (unabhängig von der Prozesssteuerungsarchitektur) über einen unabhängigen und parallelen Pfad, um die Bereitstellung von Alarmen und Leistungsdaten auf System- und Geräteebene sicherzustellen.Integriertes elektropneumatisches Druckregelsystem Nach der erfolgreichen Integration der elektropneumatischen Steuerfunktion in die Ventilgruppe haben die Ventiltechnologie, Leistung und Multifunktion große Fortschritte gemacht. Das grundlegende Pneumatikventil ist ein einfaches Wegeventil: Senden Sie ein elektrisches Signal, um den Ventilkern zu bewegen und Luft aus dem einen oder anderen Anschluss abzuführen. Im Gegensatz dazu kann ein elektropneumatisches Druckregelventil, auch bekannt als elektropneumatischer Wandler oder E/P-Wandler, nicht nur eine Richtungssteuerung realisieren, sondern auch einen Druckbereich bereitstellen, der proportional zur analogen Spannung oder dem analogen Strom des vom Gerät empfangenen Signals ist der SPS-Analogausgangskarte. Ebenso wie die Ventilgruppe hat auch das Proportional-Druckregelventil große Fortschritte gemacht. Die neue Technologie ermöglicht die Verwendung digitaler Signale zur präzisen Steuerung dieser Geräte und ermöglicht auch die Integration mit Feldbusverbindungen. Mit anderen Worten: Die SPS der Anlage kann einfach und genau Parameter senden, um den Ventil- und Zylinderdruck dynamisch zu steuern und die Kraft- und Druckanforderungen des Produktionssystems zu optimieren. Dieses fortschrittliche pneumatische Steuerungssystem verbessert den Wert und die Vielseitigkeit pneumatischer Geräte durch eine intelligente Kombination von Richtungs- und Drucksteuerung und wird häufig in verschiedenen Automatisierungsanwendungen eingesetzt. Das System kann eine bessere, genauere und optimierte Steuerung des Fertigungsprozesses erreichen und eine hervorragende Endgenauigkeit und Wiederholbarkeit gewährleisten.4 Beispielsweise ist das elektropneumatische Steuersystem aventics von Emerson ein Schweißsystem für die automatische Herstellung von Motorstartern. Bei dieser Anwendung wird der vorinstallierte Anker durch die Werkstückablage transportiert, ausgerichtet, auf seine Position geprüft und dann mit einer Vorrichtung genau in der Schweißposition platziert. Nach dem Schweißen transportieren Sie den Anker mit der Vorrichtung zurück zur Werkstückablage und übergeben ihn dem nächsten Prozess. Aventics wird übernommen. Die vereinfachte integrierte industrielle Internet-of-Things-Lösung (hervorgehoben auf der Verpackungsmaschine) aus intelligentem pneumatischem Überwachungssystem, G3-Feldbus, Ventilbänken der Serie 500, Zylindern und Sensoren kann dabei helfen, den Zustand von Geräten auf herkömmlichen und neuen Maschinen zu überwachen, z Echtzeit-Fernüberwachung von Zylindern, Luftverbrauch, Vakuumsystem und wichtigsten Vibrationsparametern. Mit dem maßgeschneiderten Systemüberwachungs-Dashboard können Techniker schnell und einfach beschädigte Teile analysieren und vorbeugende Wartungsarbeiten durchführen, um die normale Betriebszeit des Systems zu verlängern und die Gesamteffizienz der Ausrüstung zu verbessern. Das elektropneumatische Druckregelventil integriert die fortschrittliche Ventilgruppe der Feldbuskommunikation, die eine präzise, ​​auf die Anwendung zugeschnittene dynamische Druckregelung ermöglichen und zur Optimierung des Schweißprozesses beitragen kann. Gleichzeitig kann es auch die Intelligenz der integrierten Ventilgruppenüberwachung und aller Ventilfunktionsaufzeichnungen realisieren, um den Greifer präzise zu steuern und so das Niveau der Qualitätskontrolle und Prozessverfolgung zu verbessern. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von digitalem E/P besteht darin, dass Druck je nach Bedarf entsprechend den Anforderungen bestimmter Aufgaben bereitgestellt werden kann (anstatt für alle Aufgaben den höchsten Druck zu verwenden), um so die Energieeffizienz zu optimieren. Beispielsweise kann es in einigen Anwendungen erforderlich sein, den Flaschendruck auf 80 psi zu erhöhen. Um jedoch Energie zu sparen, kann der Rücklaufdruck auf 30 psi geregelt werden. Mithilfe der Ziffer / P kann der Maschinenhersteller diese Parameter in das System einprogrammieren.Verbessern Sie die Prozessüberwachung und -steuerung Eines der Hauptziele der digitalen Transformation in der Fertigung besteht darin, verwertbare Informationen zu sammeln, um jeden Prozess im Produktionsprozess zu optimieren und zu steuern. Beispielsweise möchten Unternehmen, die Autoteile herstellen, die Kraft, den Druck, die Position usw. des Zylinders, der den Aktuator antreibt (der zum Einsetzen des Lagers in die Ausrüstung verwendet wird), genau kennen und dann die Sequenzinformationen aufzeichnen, um eine gleichbleibende Genauigkeit sicherzustellen auch nach der Herstellung von 50.000 Teilen. Wenn es während des Betriebs zu einer Abweichung des vom pneumatischen Gerät erzeugten digitalen Punktes kommt, deutet dies darauf hin, dass ein Problem mit der tatsächlichen Ausrüstung vorliegt oder dass Probleme wie Druckverlust im Luftversorgungssystem, unsachgemäße Herstellung des eingebauten Lagers vorliegen. oder eine Synchronisierung zwischen dem Aktuator und der Lagervorschubvorrichtung aufgrund von Komponentenalterung und mangelnder Wartung. Das intelligente integrierte pneumatische Ventilsystem bietet eine neue Methode für diesen Überwachungs- und Steuerungsprozess. Wenn die Nennlebensdauer des Ventils 120 Millionen Zyklen beträgt und 100 Millionen Zyklen erreicht sind, kann ein gut konzipiertes vorausschauendes Wartungssystem diese Daten erfassen und für Inspektions- und Wartungsarbeiten verwenden oder automatische Kaufanfragen für Ersatzgeräte vor dem tatsächlichen Geräteausfall durchführen . Durch die Umsetzung der digitalen Transformation in der Ventilgruppe kann das System nahtlos unterschiedliche Drücke für unterschiedliche Werkzeugpositionen und -sequenzen bereitstellen, einschließlich Unterstützung für Druckänderungen in Echtzeit und schnelle Produktwechsel der Werkzeugpositionen, um so die Flexibilität zu erhöhen. Da die Pneumatiktechnologie immer intelligenter wird, werden sie im gesamten Produktionssystem mehr Datenpunkte erzeugen, einschließlich Diagnose, Servicestatistiken und Lebensdauerdaten. Diese Daten können einen äußerst hohen Mehrwert bieten und zur Verbesserung der Verwaltungseffizienz des Produktionssystems, zur Steuerung des Energieverbrauchs und zur Maximierung der normalen Betriebszeit verwendet werden. All diese Daten von intelligenten Geräten und Subsystemen können jedoch das Maschinensteuerungsnetzwerk zerstören und die Steuerungsleistung beeinträchtigen. Einige Hersteller pneumatischer Komponenten wie Emerson bieten intelligente pneumatische Überwachungs-„Gateways“ oder „Hubs“, um pneumatische Leistungsdaten zu sammeln, zu sortieren und über unabhängige und parallele Pfade an das Anlagenmanagementsystem zu übertragen, um sicherzustellen, dass das Steuerungsnetzwerk vorhanden ist nicht betroffen. Diese Hubs sind unabhängig von der Prozesssteuerungsarchitektur mithilfe der einheitlichen OPC-Architektur, MQTT, HTTP oder E-Mail-Pfad und können Warnungen sowie Leistungsdaten auf System- und Geräteebene senden. Mit dem intelligenten Pneumatik-Überwachungshub werden pneumatische Leistungsdaten erfasst, sortiert und über unabhängige und parallele Wege an das Anlagenmanagementsystem übermittelt. Unabhängig von der Prozesssteuerungsarchitektur kann es die Echtzeitbereitstellung von Alarmen sowie Leistungsdaten auf System- und Geräteebene sicherstellen. Mit der Entwicklung der drahtlosen Kommunikationstechnologie können Hersteller wie Emerson auch verfügbare Analysedaten und Warnungen auf Geräteebene bereitstellen, die über WLAN übertragen werden. Allerdings ist es in der Regel schwierig, das pneumatische Ventilsystem, das im Gerät oder an einer hohen Stelle installiert ist, seine Vorteile bei der Bereitstellung wichtiger Diagnoseinformationen oder Hauptinbetriebnahmefunktionen voll auszuschöpfen. Für solche Anwendungen hat Emerson das drahtlose automatische Wiederherstellungsmodul (ARM) von aventics auf den Markt gebracht, mit dem über die mobile Website problemlos auf die Diagnose- und Debugging-Funktion der Feldbusplattform der Serie G3 zugegriffen werden kann. Die Website kann auf WLAN-fähigen Mobiltelefonen, Tablets und Laptops genutzt werden, ohne dass Anwendungen installiert werden müssen. Das neue drahtlose automatische Wiederherstellungsmodul (ARM) von Emerson schützt die aventics-Konfigurationsinformationen der G3-Feldbus-Ventilgruppe, einschließlich aller einstellbaren Knoten und Parameter der angeschlossenen E/A-Module, um schwerwiegende Fehler zu vermeiden. Das Gerät kann problemlos über interne Wi-Fi-Zugangspunkte und mobile Websites auf Aventics zugreifen. Mit der Diagnose- und Debugging-Funktion der G3-Feldbusplattform können die visuellen Vorteile einer festverdrahteten Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) bei geringeren Kosten und höherer Flexibilität realisiert werden. Das speziell für die digitale Transformation entwickelte pneumatische Ventilsystem verbessert die Steuergenauigkeit pneumatischer Aktuatoren und ihrer Anwendung durch die Integration von Funktionen und Technologie erheblich. Da im Steuermodul des Ventilsystems fortschrittlichere elektronische Komponenten verwendet werden, können Entwickler den PID-Regler (Proportional Integral Differential) in die pneumatische Positionierungsanwendung integrieren, um eine automatische und genaue Reaktion und Korrektur der Steuerfunktion zu realisieren. Wenn das pneumatische System in der Lebensmittel- und Getränkekonservenanwendung undicht ist, führt dies zu enormen Energieverlusten und ist schwer zu erkennen, was sich auf die Effizienz und Leistung auswirkt. Durch die Integration von Ventilsystemen der AV-Serie von aventics, Luftquellenverarbeitungssystemen (mit Durchfluss- und Drucktransmitter) und Zylinderlösungen (mit Positionssensor) können der Energieverbrauch der Druckluft, die Luftleckage und die Zylinderzykluszeit überwacht werden. Diese industrielle Internet-of-Things-Lösung ermöglicht vorausschauende Wartung, verbessert die Gesamtqualität und den Durchsatz des Prozesses und reduziert die Arbeitsbelastung der Techniker. Diese fortschrittlichen pneumatischen Leistungen können nicht nur mit der SPS kombiniert werden, um die Genauigkeit der Endpunktbewegung des Systems zu verbessern, sondern auch in Echtzeit von der Positionssteuerung auf die Kraftsteuerung umzuschalten und den Betriebsablauf fein abzustimmen, um so einen extrem hohen Automatisierungsgrad des Produkts zu erreichen Leistung, Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit.Intelligentes Pneumatikventil für das Zeitalter der digitalen Transformation Die stetige Weiterentwicklung von Pneumatikventilen ermöglicht es OEM-Herstellern und Endanwendern, die Pneumatiktechnologie in Automatisierungssystemen voll auszuschöpfen. Darüber hinaus haben viele Anbieter von Pneumatiktechnik ihre Online-Konfigurations- und Bestelltools umfassend aktualisiert, um den Anforderungen der Komponentenhersteller einfach und effizient gerecht zu werden. Diese Tools vereinfachten einst den zeitaufwändigen Bestellprozess für Komponenten und deckten eine Vielzahl von Komponenten wie Sockel, Halterungen und elektronische Komponenten sowie Ventile ab, sodass Kunden einen vollständigen Satz Komponenten auf einmal kaufen können. Diese Online-Konfiguratoren können jetzt einfach Ventilkomponenten bestellen, indem sie Feldbusschnittstellen, integrierte I/O-Module und andere Funktionen auswählen und CAD-Zeichnungen als Teil des Softwarepakets verwenden, ohne Teilenummern oder Systemunterschiede zu kennen. Diese Tools ermöglichen OEMs und Endbenutzern die vollständige Konfiguration in einem einfachen und zuverlässigen Bestellvorgang.src=http _blog.cnlinfo.net_UserUpload_ArticleIm3 Durch den Einsatz modernster elektronischer und modularer Technologien bieten pneumatische Ventile als Teil einer vollständigen intelligenten pneumatischen Bewegungs- und Steuerungsplattform eine bewährte und kostengünstige allgemeine Technologieauswahl für verschiedene digitale Transformationen von Automatisierungs- und Fertigungsanwendungen. Zulieferer von Pneumatikkomponenten, die sich für kontinuierliche Investitionen und die Verbesserung der Technologie einsetzen, können ihre Erkenntnisse nutzen, um Maschinenherstellern dabei zu helfen, das Potenzial der Pneumatiktechnologie voll auszuschöpfen und OEM-Hersteller und Endbenutzer davon zu überzeugen, dass ihre komplexen Multifunktionssysteme aktuelle und zukünftige Fertigungsanforderungen erfüllen können .