Anyagmozgató gépek vezető gyártójaként a marylandi Owings Millsben található United Sortation Solutions (USS) vállalat megfelel ennek a kihívásnak. A nagymértékben automatizált elosztó rendszerek specialistájaként a vállalat segít a kiskereskedőknek és raktáraknak abban, hogy lépést tartsanak napjaink gyors tempójú követeléseivel.
Ennek megfelelően a USS ügyfeleinek listáján különböző iparágak kiemelkedő cégei szerepelnek, közöttük a kereskedelemtől a gyógyszeriparon át az élelmiszer- és italiparig.
A USS-rendszereket úgy alakítják ki, hogy rugalmasak és kompaktak legyenek olyan létesítményekben, ahol korlátozott a rendelkezésre álló hely.
A vezérlők felújításával jobb teljesítmény
A USS-nek több mint egy évtized tapasztalata van a korszerű anyagmozgató technológiák fejlesztésében. A USS most olyan vezérlést használ, amely Beckhoff beágyazott PC-ket alkalmaz TwinCAT automatizálási szoftverrel, kommunikációs rendszerként pedig EtherCAT-et használ. HMI kezelőegységként a 7"-os kijelzővel ellátott, kompakt CP2907 vezérlőpanel szolgál.
Az I/O-technológia korszerűsítése érdekében a USS megvizsgálta a vezető ipari Ethernet-technológiákat. Gyakorlatilag korlátlan azoknak az I/O-pontoknak a száma, melyeket egy EtherCAT-hálózatban meg lehet valósítani. Az EtherCAT lett az összes gépsor általános célú buszrendszere, felkarolva a vezérlést, I/O-t, hajtásokat, sőt a biztonságot is. Az I/O-rendszer tartalmaz EtherCAT-terminálokat, EtherCAT Box modulokat és – a biztonsági funkció integrálásához – TwinSAFE-terminálokat is. Howard Eisenberg nagy előnynek tartja, hogy az EtherCAT-terminálokat közvetlenül lehet a beágyazott PC-khez csatlakoztatni. „Most már csak egyetlen hagyományos Ethernet-kábelre van szükség, a címzés automatikus, így számottevően csökkent a munka” – hangsúlyozza Howard Eisenberg, a USS elnöke.
Hely- és költségmegtakarítás
A nagy sűrűségű (HD), 1–16 csatornát kínáló EtherCAT I/O-terminálok modularitása nagyon kényelmesnek bizonyul az anyagmozgató berendezések szakemberei számára. „A mindössze 12 mm széles HD-terminálok jelentős helyet takarítanak meg a hagyományos módszerekkel megvalósított 16 I/O-csatornához képest – magyarázza Jeff Zerr. – A szükséges számú I/O-tól függően könnyen át tudunk állni a 2, 4 vagy 8 csatornás terminálokra. Ez további rugalmasságot biztosít számunkra, és egyszerűsíti tartalék alkatrész-gazdálkodásunkat.”
A USS-gépeken végig elhelyezett IP 67-es védettségű EtherCAT Box modulokat kemény ipari környezetekhez terveztük. „Különösen az egyetlen modulban szabadon konfigurálható digitális be- és kimeneteknek látjuk nagy hasznát. Az EP2338-as moduloknak például 8 konfigurálható csatornája van, míg az EP2349-es modulok 16 konfigurálható csatornával rendelkeznek” – mondja Jeff Zerr.
A berendezés típusától és a szükséges teljesítménytől függően a USS-vezérléshez választható a CX2030 beágyazott PC 1,5 GHz-es Intel Core i7 kétmagos CPU-val, a CX5010 típus 1,1 GHz-es Intel Atom Z510 processzorral, vagy a CX9020 beágyazott PC 1 GHz ARM Cortex A8 processzorral.
„A CX2030 és CX5010 beágyazott PC-kel hasznosítani tudjuk a felhasználási területtől függően néha szükséges teljes Windows-környezetet a szükséges fájlkezelési követelményekhez – mondja Jeff Zerr. – Ha csak egy beágyazott Windowsra van szükség, például a kompakt CX9020 beágyazott standard Windows CE-rendszer meglepően nagy teljesítményt nyújt alacsony hardverköltség mellett. Összes PLC, HMI és mozgásvezérlési feladatunkat ezeken a beágyazott PC-ken futtatjuk.”
TwinCAT 3 mint univerzális szoftverplatform
„A TwinCAT 3 univerzális fejlesztői környezetet biztosít, melyet az összes gépünkkel használni tudunk. Szöveges programozási nyelvet és létradiagramokat használunk programozási nyelvként, valamint különböző IT-orientált programnyelvet és eszközt, köztük a Microsoft Visual Studiót is. A TwinCAT 3-mal megkezdtük a forráskódmenedzsment megvalósítását is, és széles körű szoftverkönyvtárat alakítunk ki különböző anyagmozgatási megoldásainkhoz” – teszi hozzá Jeff Zerr.
Integrált biztonsági megoldás a TwinSAFE-fel
Mivel a szortírozás és raktározás létesítményeiben nyüzsögnek az emberek, nélkülözhetetlen egy átfogó biztonsági rendszer.
Az üzembiztonság megvalósítása érdekében a számos beépített reléáramkör helyett a USS rendszereiben az IP 20-as, illetve IP 67-es védettséggel ellátott TwinSAFE I/O-megoldásokat használják. „Az általunk gyártott szortírozó berendezések legtöbbje meglehetősen hosszú, és a berendezés teljes hosszán biztonsági berendezések vannak beépítve, így gyorsan megtérül a moduláris biztonsági I/O-terminálok használata – magyarázza Jeff Zerr. – Ez kitűnő rugalmasságot biztosít számunkra: amint biztonsági berendezéseket adunk hozzá a géphez, egyszerűen csak további TwinSAFE I/O-egységeket kell beszerelnünk.”
Integrált optimalizálás hajtástechnológiával
Gépeinek hajtásához a vállalat AX5000 EtherCAT szervohajtásokat használ, opcionálisan egy- vagy kétcsatornás változatban, melyeket AM8000-sorozatú szinkron-szervomotorokhoz csatlakoztatnak az egykábeles technológiával (OCT). A USS gyakran használ szoftveres összekapcsolást a TwinCAT 3-ban annak érdekében, hogy két szervomotort vezéreljen egyetlen hajtáson, ami egyszerűsíti a berendezés gépészeti kivitelét, és csökkenti az anyagköltséget.
PC- és EtherCAT-alapú vezérlés mint szabvány
Alapos tesztelést és sikeres első megvalósítást követően a USS szabványosította a Beckhoff PC- és EtherCAT-alapú vezérlési platformját. „Legyen szó bármilyen méretű felrakóról, emelőről vagy szortírozóról, ma már a Beckhoff PC-alapú vezérlése, valamint az EtherCAT lett a vezérlési szabványunk” – állítja Howard Eisenberg.
Howard Eisenberg véleménye szerint a TwinCAT 3 használata egy sor előnnyel járt a USS számára: „az új szoftverprojektjeinket hónapok helyett hetekben fogjuk mérni, és a gépek elindításának feladata hetek helyett napokat fog csak igénybe venni” – tette hozzá Howard Eisenberg.
„Az EtherCAT-ben megtaláltuk a számunkra tökéletes megoldást. Az, hogy gépeink összes programozását egyetlen, sok tulajdonsággal felruházott szoftveres környezetbe egyesítettük, egyben jelentős technológiai előrelépést is jelent a számunkra.”
