روكويل أوتوميشن تستعرض التصنيع الذكي وأجهزة التحكم بالمحركات من الجيل التالي في منشأة تجميع ميلووكي
قدمت روكويل أتمتة عرضًا تشغيليًا متعمقًا في مقرها الرئيسي بمدينة ميلووكي، يوضح بالتفصيل أنظمة التصنيع الآلية المستخدمة لبناء أحدث منتجات التحكم من ألن-برادلي مع معاينة حماية المحرك "الواعي بالموجات" الجديد، وتخطيطات شبكة إيثرنت أحادية الزوج.
تواجه محطات التصنيع الصناعية ومنشئي لوحات التحكم في الماكينات ضغوطًا مستمرة لتقليل تعقيد الأسلاك، وتخفيض تكاليف التركيب الهيكلي، وتمديد العمر التشغيلي لمكونات التبديل الكهروميكانيكية. في تخطيطات التحكم بالمحركات القياسية، غالبًا ما تتعرض الملامسات ثلاثية الأطوار التقليدية لتدهور ميكانيكي وكهربائي شديد ناجم عن تقوس كهربائي. عندما تفتح أو تغلق ملامسات الملامس القياسي بشكل عشوائي بالنسبة لطور جهد التيار المتردد، فإن التبديل عند نقاط التيار الذروي يولد أقواسًا كهربائية متكررة تسبب تنقرًا وتسجيلًا للكربون وإجهادًا حراريًا عاليًا على أسطح التلامس الفيزيائية. هذا التدهور يقلل متوسط الوقت بين الأعطال (MTBF) لأجهزة التحكم ويشكل خطر اشتعال في البيئات الصناعية المتقلبة. لمعالجة هذه الثغرات، طوّرت روكويل / ألن-برادلي خطها الجديد M100 من بادئات المحركات، الذي يدمج الكشف الدقيق عن شكل الموجة لتنظيم عمليات التبديل في اللحظة الدقيقة التي تعبر فيها موجة التيار المتردد متعدد الأطوار صفر فولت. من خلال تعديل توقيت فتح كل ملامس طور فردي بناءً على التغذية الراجعة الديناميكية للخط، يزيل المبتدئ بشكل منهجي تشكيل القوس، مما يعزز طول عمر الجهاز ويقلل التدهور الهيكلي داخل خزائن التحكم عالية الكثافة.
بالإضافة إلى تحسين المتانة الكهروميكانيكية، أبرز العرض التوضيحي للمنشأة تحولًا هيكليًا في بنية أسلاك لوحة التحكم من خلال تقديم حل EtherNet/IP داخل الخزانة. تتطلب تكوينات لوحات الأتمتة التقليدية مصفوفة واسعة من كابلات الإدخال/الإخراج المنفصلة من نقطة إلى نقطة لربط بادئات المحركات الفردية والمحركات المساعدة والمشغلين المساعدين بوحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة مركزية. تستهلك هذه البنية التحتية الضخمة للكابلات مساحة مادية ثمينة، وتُعقد عزل التشخيص أثناء التشغيل، وتزيد من نقاط ضعف الفشل. تحل منصة الشبكات داخل الخزانة الجديدة هذا الاختناق في التخطيط عن طريق ترحيل تكوينات النقطة إلى نقطة القياسية إلى ناقل حقل إيثرنت أحادي الزوج (SPE) مركزي موجه عبر كابل مسطح. يترجم بوابة مخصصة صغيرة حركة مرور إيثرنت القياسية من وحدة التحكم إلى ناقل الكابل المسطح هذا، والذي يستخدم محولات تثقيب متخصصة للإزاحة العازلة لتوزيع الطاقة والبيانات ثنائية الاتجاه في وقت واحد. توفر هذه البنية الموحدة خطوطًا مخصصة لنقل البيانات عالية السرعة، وطاقة عقد الشبكة، وتشغيل ملفات الأجهزة الميدانية، مما يسمح لفنيي الصيانة بتوصيل عقد جديدة بأقسام متوسطة من الكابل المسطح عند الطلب دون إعادة إنهاء خطوط النظام الحالية.
يؤدي نشر بنية إيثرنت أحادية الزوج هذه إلى تحقيق مزايا كبيرة لرؤية دورة حياة الأصول وتشخيص الماكينات في الوقت الفعلي. نظرًا لأن كل عقدة على طول الكابل الشريطي تتواصل مباشرة مع وحدة التحكم الصناعية الأساسية، تتيح الشبكة تتبعًا مستمرًا لسحب التيار التشغيلي، وجهود الخطوط، والملفات الحرارية الموضعية عبر كل بادئ حركة متكامل. يمكن لفرق الصيانة إدخال هذه البيانات الميدانية الدقيقة مباشرة في برامج التحليلات التنبؤية على مستوى المؤسسة للتنبؤ بفشل الوشائع الوشيك أو اختلالات التلامس قبل حدوث إغلاق حرج للنظام بوقت طويل. علاوة على ذلك، يمكن للمشغلين تكوين مؤشرات تشخيصية تكيفية، مثل تغيير ألوان أزرار الضغط المضيئة لتعكس مقاييس السلامة في الوقت الفعلي، وتحديد الموقع الفعلي الدقيق للعقدة المعطلة على الفور من خلال معرفات برمجية مميزة.
لتبسيط تكوين لوحات التحكم المتصلة هذه ودعم عمليات النشر الصغيرة، ينتقل نظام هندسة البرمجيات من Connected Components Workbench (CCW) إلى منصة FactoryTalk Design Workbench الحديثة. تم تحسين برنامج الهندسة هذا خصيصًا للتفاعل مع وحدات Micro810 والمتغيرات التي تدعم الإيثرنت من سلسلة Micro800، مما يسرع تشغيل النظام من خلال بيئة تطوير أكثر سهولة. داخل خطوط التجميع الفعلية في منشأة ميلووكي، يتم نشر تقنيات التحكم المتقدمة هذه لتحسين التجميع الآلي للملامسات من سلسلة Allen-Bradley 100-C. تم تصميم خط التصنيع بالتعاون مع Calvary Robotics، ويستخدم نظام نقل خطي معياري iTRAK لنقل التجميعات الفرعية عبر محطات متزامنة. تقوم شبكة منسقة من أذرع الروبوتات من نوع SCARA ودلتا وغانتي ومفصلية المجهزة بقواطع ميكانيكية متخصصة ببناء كل ملامس وفقًا لمواصفات الطلب الدقيقة، مما يوضح نظامًا بيئيًا آليًا مُحسَّنًا للغاية يستخدم أجهزته المتقدمة لتصنيع الجيل القادم من أجهزة التحكم الصناعية.
بقلم: ماركوس فانس، محلل أنظمة صناعية أول يتمتع بخبرة تزيد عن 15 عامًا متخصص في دمج مراكز التحكم بالمحركات عالية الكثافة، وتخطيطات حافلات المجال أحادية الزوج، وأطر إدارة أصول المؤسسات لمصانع التصنيع بين الشركات.