SmartWire-DT firmy Eaton Electric steruje systemami transportu karoserii w przemyśle motoryzacyjnym

WYSOKIE WYMAGANIA

Wymienione założenia projektu oraz konieczność przetwarzania licznych sygnałów z każdej indywidualnej stacji były szczególnym wyzwaniem przy automatyzacji linii produkującej karoserie samochodowe. Żeby zapewnić optymalny proces produkcji, wszystkie napędy systemu transportującego nadwozia oraz wszystkie czujniki odpowiednich stacji spawalniczych musiały być centralnie sterowane i monitorowane.

System przenoszenia również musiał zostać dostrojony do skomplikowanych algorytmów sterowania kontrolą jakości w stacjach spawających. Dodatkowe wymogi były następujące: rozruszniki silnikowe musiały zostać wykorzystane do rozruchu bezpośredniego lub nawrotnego z ochroną silników przed przeciążeniem oraz zwarciem.

Styczniki i wyłączniki silnikowe ze znamionowym zakresem pracy od 0,55 do 11 kW były wymagane do sterowania ponad 1200 (tysiąc dwustoma!) napędami silników. Wszystkie informacje statusowe takie jak sprzężenie zwrotne ze styczników oraz sygnały informujące o wyzwoleniu z wyłączników silnikowych musiały być dostarczane do centrali i tam monitorowane.

Konwencjonalne rozwiązania zostały odrzucone już na wstępie z uwagi na pochłaniający proces instalacji i niski poziom elastyczności przy modyfikacjach fabryki. Tworzenie projektu, budowa i uruchomienie byłyby zbyt czasochłonne nawet z użyciem zdalnych wejść/wyjść. Konieczne było zatem zastosowanie innowacyjnego rozwiązania całkowicie spełniającego wszystkie wymogi klienta.

ROZWIĄZANIE

Aby sprostać wymaganiom zdecydowano się na styczniki Eaton typu DIL oraz wyłączniki silnikowe PKZ. Użycie bogatych w akcesoria wyłączników PKZ pozwoliło zastosować oddzielne styki pomocnicze odpowiedzialne za blokady oraz oddzielne do sygnalizacji.

Montaż rozruszników odbył się z użyciem beznarzędziowych łączników wtykowych (tool-less plug connectors). Rozwiązanie to zapewnia współpracę dwóch oddzielnych elementów łączeniowych w formie jednolitego rozrusznika MSC, dodatkowo zapewniając widoczną przerwę izolacyjną w razie potrzeby oraz łatwą wymianę stycznika. Każdy z rozruszników silnikowych miał zapewnioną dzięki systemowi SmartWire-DT szybką i wygodną komunikację z systemem nadrzędnym poprzez Profibus DP.

Jednym z podstawowych atutów systemu SmartWire-DT jest fakt, iż konwencjonalna aparatura przemysłowa - taka jak np. styczniki DIL - może zostać wcielona w system, dodatkowo redukując proces oprzewodowania o ponad 60% i przy znacznym uproszczeniu samej struktury układu automatyki. Cała procedura sprowadza się do zatrzaśnięcia na standardowych stycznikach przystawek SmartWire-DT.

Zielona taśma SW-DT dostarcza zarówno komunikację, jak i zasilanie do urządzeń wykonawczych. Poza rozrusznikami do systemu SmartWire-DT można również podłączyć aparaturę sygnalizacyjną, wyłączniki, a niebawem również układy łagodnego rozruchu (soft start). Ponadto system ten nie wymaga żadnych dodatkowych modułów wejść/wyjść - redukuje zatem ilość potrzebnej przestrzeni montażowej.

Integracja w istniejącej już strukturze automatyki opartej na S7-400 i Profibus DP okazała się niezwykle prosta. Każda linia SmartWire-DT zaczyna się od modułu gateway, czyli w tym wypadku Profibus DP (alternatywnie CANopen, Ethernet/ IP oraz inne protokoły mogą zostać zaimplementowane). W magistrali SmartWire-DT z przewodem o maksymalnej długości do 600 m podłączone może być aż do 99 urządzeń typu slave.

Dzięki zastosowaniu wielu modułów gateway - liczba modułów SW-DT slave, które można podłączyć, jest więc praktycznie nieograniczona. Adresowanie odbywa się automatycznie, poprzez proste przyciśnięcie przycisku znajdującego się na module komunikacyjnym. W tym wypadku program sterownika PLC pozostaje niezmieniony - użyty zostaje tylko odpowiedni plik GSD (dla CANopen byłby to EDS).

W aplikacji użyto w sumie 720 metrów przewodu SmartWire-DT. Oprzewodowanie takiego samego projektu, stosując konwencjonalną metodę oprzewodowania, wymagałoby 12600 m przewodu sterowniczego. SmartWire-DT pozwala zatem w pełni wykorzystać zasoby znacznie wydajnej, co jest nie bez znaczenia również dla środowiska.

Projekt, instalacja oraz uruchomienie systemu przenoszenia karoserii z wykorzystaniem SmartWire-DT okazały się dużym sukcesem, dzięki czemu produkcja samochodów w Changchun mogła ruszyć już wraz z końcem 2010 roku. W dalszym etapie rozbudowy rozważana jest koncepcja zarządzania energią z użyciem systemu SmartWire-DT.

Wyłączniki firmy Eaton mogą również zostać podłączone do magistrali SmartWire-DT, oferując przy tym możliwość odczytu informacji statusowych, takich jak stan zamknięty/ otwarty, sygnalizacja wyzwolenia oraz ostrzeżenia o przeciążeniu do sterownika PLC.

Dodatkowo wyłączniki mają możliwość zdalnego odłączenia każdego niepotrzebnego źródła zużycia energii. Co więcej - moduł pomiarowy XMC firmy Eaton może również monitorować dane zużycia energii, które można następnie odczytać poprzez system SmartWire-DT.

Jacek Zarzycki
Eaton Electric
www.moeller.pl