Chytré senzory v motorech otevírají dveře k Industry 4.0

3.12.2021

Trend zefektivňování výroby je patrný téměř ve všech oblastech průmyslu. Prediktivní údržba je dnes již dosažitelný cíl díky digitálnímu rozhraní HIPERFACE DSL®. Základním požadavkem jsou zejména kvalitní diagnostická data z výrobního procesu a také jejich správné vyhodnocení. Tzv. Smart Motor Sensors od SICK poskytují data přímo z motoru, která umožňují rozpoznat opotřebení pohyblivých komponent, např. kuličkových ložisek, odhadnout zbývající životnost motoru a zamezit tak mimořádným odstávkám ve výrobě.

blog-cz-cs-sms-image1 když není obrázek
blog-cz-cs-sms-image1 když není obrázek

Digitální evoluce

HIPERFACE DSL® od firmy SICK bylo první jednokabelové rozhraní pro servomotory, uvedené na trh už v roce 2011. Od té doby se etablovalo u výrobců motorů a pohonů po celém světě. Díky inovačnímu a nadmíru bezporuchovému protokolu HIPERFACE DSL® se komunikace realizuje pomocí pouhých dvou žil integrovaných do kabelu motoru – to vše s maximální spolehlivostí. Toto rozhraní se tak stává nejdůležitějším faktorem evolučního přechodu od běžných motor feedback systémů k chytrému řešení. Úspora druhé motorové zástrčky a samostatného kabelu enkodéru navíc umožňuje kompaktnější konstrukci stroje a výrazně štíhlejší kabelové svazky.

Použitím rozhraní HIPERFACE DSL® ušetří výrobci strojů
a zařízení při průměrné délce kabelu motoru 5 m a při
cca 300 000 servopohonech, které jsou každoročně zabudovány
do balicích strojů, přibližně 1,5 milionu metrů kabelů.
 

Smart Motor Sensors

Servomotory umožňují řídit výrobní procesy s vysokou mírou přesnosti a spolehlivosti. Motor feedback systémy poskytují data pro regulaci a provoz motorů, zajišťují tak bezproblémový a efektivní proces. Inteligentní senzorika kontroluje během provozu rychlost, bezpečnou pozici, zrychlení, teplotu, počet otáček a další parametry. Prediktivní údržba a permanentní monitorování podmínek procesu jsou možné především díky doplňkovým funkcím, jako je elektronický typový štítek, histogramy a uživatelsky definované výstražné pokyny. Motor feedback systémy od firmy SICK se tak stávají Smart Motor Sensors.
blog-cz-cs-sms-image2 když není obrázek
blog-cz-cs-sms-image2 když není obrázek
Smart Motor Sensors se etablovaly ve všech oblastech strojírenského průmyslu. Na první pohled to často není vidět – přesto se v nesčetných servomotorech od různých výrobců používají inteligentní senzory a inovativní rozhraní od firmy SICK. Specifické požadavky se přitom mohou lišit vždy podle příslušného oboru. V zásadě však platí, že použitím Smart Motor Sensors vždy dochází ke snížení nebo úplnému odstranění výpadků výroby. To v konečném důsledku šetří náklady a zvyšuje produktivitu. V robotice nebo v obalovém průmyslu musí být kabely z bezpečnostních nebo hygienických důvodů často vedeny v zapouzdřeném stavu, jednokabelové řešení je zde důležitým benefitem.
 
 
 

 

sHub®

Smart Motor Sensorsdalece překračují možnosti konvenčních motor feedback systémů. Prostřednictvím globálně etablovaného rozhraní HIPERFACE DSL® se daří sdružovat data senzorů zabudovaných v motoru, tedy např. bezpečnou pozici a rychlost, případně teplotu, otřesy, vibrace a vlhkost, a odesílat tato data prostřednictvím stávajícího digitálního kabelu v synchronním taktu regulátoru pohonu. To umožňuje zařízení sHub®. Jedná se o prostorově úsporný senzorový hub, který rozšiřuje motor feedback systém o další senzory uvnitř motoru. Vzniká tak skutečná fúze senzorů, která je předpokladem pro opravdu inteligentní zpětnou vazbu. Smart Motor Sensors a sHub® se tak stávají důležitými moduly na cestě ke Smart Factory v I4.0.

 

blog-cz-cs-sms-image3 když není vidět obrázek
blog-cz-cs-sms-image3 když není vidět obrázek
Klíčové je zmíněné digitální rozhraní HIPERFACE DSL®, které vysílá měřená data přímo prostřednictvím servoregulátoru do cloudu přes Ethernet. Na tomto základě lze vzájemně propojit více výrobních procesů, individuálně vyhodnocovat kondici nebo zbývající dobu života jednotlivých prvků a optimalizovat pravidelné intervaly údržby. Například tehdy, když je vadné některé kuličkové ložisko nebo dojde k nevyváženosti servomotoru. Časově synchronní záznam údajů o pozici a vibracích prostřednictvím sHub® umožňuje monitorovat vývoj vibračního spektra v čase a tím zvyšuje přesnost predikce termínu, kdy bude mít konstrukční díl výpadek. Díky těmto poznatkům lze v rámci prediktivní údržby maximalizovat využitelnost stroje a účinně předcházet neplánovaným prostojům.
 
Smart Motor Sensors společně s digitálním rozhraním HIPERFACE DSL® vytváří základ pro štíhlé procesy a snížení nákladů při budování výrobních linek. Umožňují také výrazné úspory díky kratším prostojům, zlepšení funkční bezpečnosti a zvýšení efektivity průmyslové výroby.
 

Prediktivní monitorování motoru na stroji VFFS

Monitorováni stavu motorů manipulačního systému