Қауіпсіз әрі байланысқан: IO-Link Safety модульдік машина автоматтандыруын қалай өзгертуде

Ақылдырақ машина қауіпсіздігіне ұмтылыс

Машина жасаушылар қатаң функционалдық қауіпсіздік талаптарын сақтай отырып, өндірістік жабдықты бұрынғыдан да жылдам жеткізу қысымына ұшырап отыр. Қолданба жартылай өткізгіштерді құрастыруды, орау жүйелерін немесе сұйықтықтарды дәл басқаруды қамтыса да, машинаның икемділігін төмендетпей, операторлар қорғалуы тиіс.

Бұл мәселе IO-Link Safety технологиясына деген қызығушылықтың қайта артуына себеп болып отыр. Аталған технология далалық деңгейдегі қарапайымдылықты сертификатталған қауіпсіз байланыспен ұштастыруға арналған. Өндірушілер енді тек сымды қауіпсіздік тізбектеріне сүйенбей, қауіпсіз құрылғыларды бөлінген автоматтандыру архитектураларына тікелей біріктіре алады.

Өнеркәсіптік Ethernet қолданысы кеңейіп келе жатқандықтан, IO-Link Safety дәстүрлі машиналық сымдар мен жоғары модульді өндірістік жүйелер арасындағы маңызды көпірге айналуда.

Машина жасаушылар үшін IO-Link неліктен тартымды болды

Дәстүрлі өнеркәсіптік енгізу-шығару жүйелерінде датчиктер, атқарушы құрылғылар, аналогтық құрылғылар және қауіпсіздік жабдықтары үшін бөлек сымдау стандарттары жиі қажет болады. IO-Link ортақ M12 кабельдерін пайдалана отырып, стандартталған нүктеден нүктеге байланыс әдісін енгізу арқылы бұл үлгіні өзгертті.

Архитектура әдетте бірнеше зияткерлік далалық құрылғыға қосылған IO-Link мастерінен тұрады. Бұл құрылғыларға датчиктер, клапан аралдары, қозғалтқыш іске қосқыштары, бөлінген енгізу-шығару блоктары және күйді бақылау құралдары кіруі мүмкін.

1-сурет. Заманауи IO-Link мастерлері далалық құрылғылар арасындағы байланысты шоғырландырып, басқару шкафындағы сымдау күрделілігін азайтады.

Дәстүрлі дискретті сымдаудан айырмашылығы, IO-Link құрылғылары бір байланыс арнасы арқылы технологиялық деректерді, диагностиканы, параметрлеуді және құрылғы күйі туралы ақпаратты ұсынады. Бұл мүмкіндік іске қосу уақытын едәуір қысқартып, техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді.

Бөлінген архитектураларды енгізетін өндірушілер үшін өнеркәсіптік байланыс және желілік жүйелер сияқты платформалар арқылы қолжетімді технологиялар машина ауқымын кеңейтудің негізіне айналып келеді.

Қауіпсіздік жүйелері енді тек дәстүрлі сымдауға сүйене алмайды

Заманауи қауіпсіздік жүйелері детерминистік байланыс тәртібін талап етеді. Апаттық тоқтату құрылғылары, қауіпсіздік қоршауының блокировкалары және жарық перделері қатаң бақыланатын уақыт аралығында әрекет етуі тиіс. Кәдімгі өнеркәсіптік Ethernet трафигі желіге түсетін жүктеме жоғары болған жағдайда мұндай әрекеттің кепілдігін бере алмайды.

Осы шектеу ProfiSafe, CIP Safety және EtherCAT арқылы FailSafe сияқты хаттамалардың әзірленуіне себеп болды. Бұл технологиялар қауіпсіз сигнал беруді қамтамасыз ету үшін артықтықты тексеруді, уақыт белгілерін, реттілікті тексеруді және істен қауіпсіз шығу механизмдерін енгізеді.

Қауіпсіздік санаты бар жүйелер де қосарлы арна арқылы тексеруге айтарлықтай сүйенеді. Сигналдың бір арнасы істен шықса немесе күтпеген әрекет етсе, жүйе дереу қауіпсіз күйге ауысуы тиіс.

2-сурет. Бөлінген істен қауіпсіз енгізу-шығару платформалары орталықтандырылмаған машина қауіпсіздігі архитектураларының негізгі бөлігіне айналуда.

IO-Link Safety жағдайды қалай өзгертеді

IO-Link Safety стандартты IO-Link байланысын үйлесімді қауіпсіз байланыс құрылымы арқылы сертификатталған қауіпсіздік құрылғыларына қолдау көрсету мүмкіндігімен кеңейтеді. Қауіпсіз IO-Link мастері стандартты және қауіпсіздік санаты бар құрылғыларды бір инфрақұрылым арқылы бір уақытта басқара алады.

Бұл машина жобалау философиясында елеулі өзгеріс туғызады. Бірнеше қауіпсіздік кабелін орталықтандырылған шкафтарға тартудың орнына, жасаушылар қауіпсіз енгізу-шығару модульдерін жабдыққа жақын жерде, тікелей далалық деңгейде орналастыра алады.

Қауіпсіздік жарық перделері, апаттық тоқтату бекеттері және блокировкалық ажыратқыштар сияқты құрылғыларды қауіпсіз IO-Link хабтарына тікелей қосуға болады. Конфигурациялау мен диагностика сымдауға емес, бағдарламалық жасақтамаға негізделеді.

3-сурет. Қауіпсіз IO-Link мастерлері стандартты автоматтандыру трафигін сертификатталған қауіпсіздік байланысымен біріктіреді.

Іске қосу кезіндегі сымдау қателерін азайту

IO-Link Safety артықшылықтарының бірі машинаны іске қосу және біріктіру кезеңінде айқын көрінеді. Дәстүрлі қауіпсіздік кірістері көбіне сынақ импульстерін дұрыс сымдауды және тексеруді талап етеді. Арналарды қате тағайындау диагностикалау қиын ақауларға әкелуі мүмкін.

IO-Link Safety бұл процесті едәуір жеңілдетеді. Қосылғаннан кейін құрылғыларды автоматты түрде анықтауға, қашықтан параметрлеуге және контроллер деңгейінен үздіксіз бақылауға болады.

Бұл тәсіл бірнеше конфигурацияланатын нұсқасы бар қайталанбалы машина платформаларын жасайтын OEM өндірушілері үшін ерекше тартымды.

Модульдік автоматтандыру қауіпсіз IO-Link жүйесінің артықшылықтарын қалай пайдаланады

Машина жасаушылар бекітілген монолитті жүйелердің орнына модульдік өндірістік ұяшықтарды жиі таңдайды. Автомобиль, фармацевтика және электроника өндірушілері өзгеріп отыратын өндірістік талаптарға тез қайта конфигурацияланатын жабдықты талап етеді.

IO-Link Safety бұл үрдіске табиғи түрде сәйкес келеді, өйткені ол машина бөліктері арасындағы қатты сымды тәуелділіктерді азайтады.

4-сурет. Модульдік автоматтандыру архитектуралары икемді бөлінген байланыс жүйелеріне айтарлықтай тәуелді.

Электрлік басқару шкафтарын толығымен қайта жобалаудың орнына, интеграторлар қосымша қауіпсіз далалық модульдерді қосу арқылы машина функцияларын кеңейте алады. Бұл инженерлік шығындарды азайтып, енгізу мерзімін қысқартады.

Бөлінген енгізу-шығару жүйелерін және орталықтандырылмаған қауіпсіздік архитектураларын қамтитын бөлінген басқару платформалары өнімділігі жоғары өндіріс нысандарында стандартты жобалау тәжірибесіне айналуда.

Өнеркәсіптік автоматтандыруға кеңірек әсері

IO-Link Safety өндірушілер жұмыс күшінің тапшылығын, жұмыс уақытына қойылатын жоғары талаптарды және киберқауіпсіздікке қатысты алаңдаушылықтың артуын қатар теңестіріп отырған кезеңде енгізілуде. Жеңілдетілген далалық архитектуралар орнатуға жұмсалатын еңбекті азайтып, диагностика мүмкіндігін жақсартады.

Сонымен қатар машина жасаушылар әртүрлі клиенттік өңірлер үшін жаһандық жобаларды стандарттау қысымына ұшырап отыр. Сымдау нұсқаларын азайтып, валидация рәсімдерін жеңілдететін технологиялар айқын операциялық артықшылықтар береді.

IO-Link Safety мен болжамды техникалық қызмет көрсету стратегиялары арасында да байланыс күшейіп келеді. Зияткерлік қауіпсіздік құрылғылары ақау тоқтап қалуға әкелмей тұрып, диагностикалық кері байланыс бере алады.

Бұл технологияның болашақтағы маңызы

IO-Link Safety жай ғана далалық шинаның тағы бір нұсқасы емес. Ол конфигурация, диагностика және қауіпсіздік бірыңғай байланыс қабаттарында қатар жұмыс істейтін, бағдарламалық жасақтама арқылы анықталатын машина инфрақұрылымына қарай кеңірек өтуді білдіреді.

Инженерлік тұрғыдан алғанда, басты артықшылық тек кабель санын азайтуда емес. Нақты құндылық икемділікте жатыр. Өндірушілер өндіріс орналасуын қайта жобалап, машина функцияларын кеңейтіп және далалық құрылғыларды дәстүрлі архитектураларға қарағанда әлдеқайда аз кедергімен алмастыра алады.

Өнеркәсіптік автоматтандыру орталықтандырылмаған зияткерлікке қарай дамуын жалғастырған сайын, IO-Link Safety сияқты технологиялар премиум функция емес, стандартты талапқа айналуы ықтимал.

Автор: Daniel Mercer | Автоматтандыру жүйелері жөніндегі аға тілші

Daniel Mercer өнеркәсіптік автоматтандыру, машина қауіпсіздігі және бөлінген басқару технологияларын зерттеу саласында 14 жылдық тәжірибеге ие. Оның тәжірибесіне орау және технологиялық өндіріс салаларында Siemens-тің істен қауіпсіз жүйелері, Beckhoff EtherCAT архитектуралары, Rockwell автоматтандыру платформалары және Schneider Electric машина қауіпсіздігі шешімдері қатысқан далалық интеграция жобалары кіреді.