القيادة الذكية في عصر الصناعة 4.0
مع النمو السريع لتطبيقات الصناعة 4.0، يتعرض منشئو الأجهزة لضغوط لاستخدام عدد أقل من الأشخاص لتوفير أوقات تطوير أقصر للأجهزة المتقدمة. تتزايد الحاجة إلى توفير المعلومات اللازمة لاتخاذ القرارات التشغيلية باستخدام البيانات في الوقت الفعلي. الكلمة الأساسية المرتبطة بالصناعة 4.0 هي الاتصال (الاتصالات بين جميع المشاركين في عملية الإنتاج)، حتى في المصانع التي لم تطبق الصناعة 4 بعد.0. من المهم أن تكون المكونات أو الأنظمة متوافقة على الأقل مع متطلبات الصناعة 4.0 وأن تتمكن من الاتصال والتواصل مع الشبكات الداخلية والخارجية.
على الرغم من أنه من السهل التنفيذ بمكونات جديدة، إلا أنه ليس من الواقعي استبدال جميع الأنظمة الموجودة لضمان التوافق. وقد أدى ذلك إلى تطوير مجموعة متنوعة من الأجهزة التي توفر على الأقل اتصالاً أساسيًا بنظام Industrial 4.0 دون التأثير على منطق التشغيل الآلي. يسمح تطوير محرك الأقراص للمصنعين بتكوين وظائف مختلفة من خلال تقنية مدمجة تلغي الحاجة إلى وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الخارجية، مما يعكس التغييرات التي تم إجراؤها على محركات أقراص الجيل السابق التي تقدم وظائف محدودة.
لا حاجة إلى PLC خارجي
تتميز أنظمة القيادة الحديثة بالذكاء الكافي لإجراء الإزاحة الموضعية والتحكم في السرعة. يعد تنفيذ هذه الميزات بسيطًا مثل عرض البريد الإلكتروني عبر الهاتف المحمول. هناك توقع آخر تجلبه الصناعة 4.0 وهو أن نظام محرك الأقراص يمكنه التقاط البيانات حول وظائف الجهاز وأدائه، ثم تكوين البيانات وتقديمها للعالم الخارجي.
يمكن لمصنعي محركات الأقراص المتقدمة تكوين مجموعة متنوعة من الميزات من خلال تقنية مدمجة تلغي الحاجة إلى وحدات تحكم منطقية خارجية قابلة للبرمجة (PLCs). على سبيل المثال، تشتمل أحدث محركات الأقراص المؤازرة على نظام تشغيل وحدة التحكم القابلة للبرمجة التابع للجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) 61131-3. يعكس هذا التغييرات التي تم إجراؤها على الجيل السابق من برامج التشغيل التي توفر وظائف محدودة.
يستغرق الأمر بعض الوقت لفهم الآثار المترتبة على هذه التطورات في محرك الأقراص بشكل كامل، ولكن محركات الأقراص الذكية اليوم لديها القدرة على حل تحديات التحكم في الوقت الفعلي، والتي تعد جانبًا رئيسيًا للصناعة 4.0. تتم إزالة PLC ويؤدي الوصول المباشر إلى محرك الأقراص إلى إزالة الفواصل الزمنية وتحسين وقت الدورة وتناسق المنتج.
حافظ على المزامنة
حتى لو كان نظام القيادة يحتوي على أداة معينة لحل المشكلات أو مجموعة وظائف، فإنه لا يزال يواجه التحدي المتمثل في مزامنة حركات متعددة على جهاز واحد. في حالة عدم التأكد من نظام الناقل المستخدم، فإن الحل الذي يمكن استخدامه هو السماح لمحركات الأقراص بالاتصال دون الحاجة إلى العودة إلى نظام التحكم المركزي. هذا هو المكان الذي يكون فيه نظام الناقل الحتمي مثل SERCOS III مستقلاً بذاته. لا يعد النظام الحتمي شرطًا ضروريًا لتطبيق الصناعة 4.0. يمكن لمحرك الأقراص تخزين البيانات في الوقت الفعلي وإرسالها إلى النظام الأساسي بطريقة غير حتمية.
الآن بعد أن أصبح هناك مجموعة متنوعة من الأدوات المتقدمة المتوفرة في محرك الأقراص، فمن المهم اختيار الأداة المناسبة. يجب أن يكون الهدف هو تمكين مبرمجي إنشاء الآلات الذين ليس لديهم خبرة محددة من الوصول إلى هذه الميزات واستخدامها. يوصى باستخدام كتل وظائف PLC التي تم اختبارها واختبارها والتي يمكن استخدامها مع PLCs بموجب معيار IEC 61131-3 ويمكن أيضًا دمجها مع برمجة منطق السلم.
توجد الآن مجموعة واسعة من كتل الوظائف المتاحة التي يمكن اختيارها لكل تطبيق. ما يمكنهم فعله هو جمع معلومات الموقع على الحزام الناقل، والتحكم في آلة اللف إلى التحكم في تسجيل الحلقة المغلقة، وحتى إنشاء مسارات حركة كاملة للقواطع المتقاطعة والسدادات المتقاطعة.
إنشاء HMI
تعد واجهة الآلة البشرية (HMI) مكونًا رئيسيًا آخر في الصناعة 4.0. في الماضي، كان إنشاء واجهات للآلات والمشغلين يتطلب تدخل نظام PLC المركزي ونظام الناقل لإرسال معلومات ومتغيرات إعداد الماكينة المهمة إلى محرك الأقراص. يتم إعادة استيراد معلومات التشخيص وحالة الجهاز إلى PLC قبل عرضها على HMI.
في حين أن أنظمة الحافلات الحديثة يمكنها القيام بذلك، إلا أنها قد تتطلب الكثير من أعمال البرمجة ويمكن أن تكون غير ضرورية عندما يحتوي نظام القيادة على جميع المعلومات المطلوبة. لحل هذه المشكلة، تحتوي العديد من أنظمة القيادة على جميع الأدوات اللازمة لإنشاء واجهة HMI. في بعض الحالات، قد لا تكون هناك حاجة إلى PLC المركزي لأن محرك الأقراص يمكنه استخدام نطاق كامل من المدخلات والمخرجات، والتي كانت متصلة سابقًا بـ PLC.
العامل الرئيسي الذي يجب التحكم فيه هو الوقت اللازم لإعداد الجهاز وتصحيحه. توفر محركات الأقراص الذكية الآن عددًا من الأدوات التي تعمل على تقليل وقت بدء التشغيل من خلال حركة المحور المحسنة ومزامنة العملية.
تم تصميم أدوات التشغيل السريع هذه لتحريك محرك الأقراص في المراحل الأولى من تشغيل الماكينة، حتى في حالة عدم تثبيت برنامج التحكم في الماكينة في النظام بعد. والنتيجة هي اختبار سريع وسهل للأداء الميكانيكي للآلة باستخدام أدوات تكنولوجيا المعلومات الأساسية فقط مثل الهواتف المحمولة أو الأجهزة اللوحية.
يساعد في الحفاظ على
يمكن لأنظمة القيادة الذكية المشاركة في استراتيجيات الصيانة الاستباقية حيث يتم تقديمها مع مجموعة كاملة من الأدوات الأساسية التي يمكنها أداء وظائف الصيانة التنبؤية الهامة، مما يقلل من جهد البرمجة الإضافي. يمكن ضبط هذا البرنامج لمراقبة حالة أداء الماكينة وحالة العملية بشكل مستمر. يتضمن ذلك تحليل الشكل الموجي من خلال تحليل التغيرات في درجات الحرارة، بالإضافة إلى التحقق من رد الفعل العكسي أو زيادة الاحتكاك أو الحمل الزائد للعملية.
في حالة حدوث حالة خطأ، يتم إنشاء رمز وإرساله إلى واجهة HMI. إذا وجدت مشكلة حرجة تتطلب توقف الجهاز عن العمل، فيمكنك اتخاذ قرارات داخل محرك الأقراص لتقليل مخاطر فقدان الإنتاج وتلف الجهاز.
توفر الصناعة 4.0 قوة معالجة محسنة ووظائف محسنة لمحركات الأقراص الذكية. وهذا يوفر المزيد من الفرص لشركات التصنيع لتحسين البرمجة والإنتاج والصيانة. لأنه في كثير من الحالات يتم تقليل متطلبات PLC أو حتى لم تعد هناك حاجة إليها، ويمكن إنشاء آلات أكثر تقدمًا في وقت أقل.
