Architettura del controllore con INTERBUS e PC WORX alla Renault di Sandouville

Presso lo stabilimento di Sandouville, dove ha luogo la produzione dei modelli Laguna e Safrane, Renault ha fatto modernizzare la pressa 54, troppo lenta e dunque non più adeguata ai tempi; nello stesso stabilimento è in fase di allestimento la nuova linea presse 11. Nel 1996, durante la ricerca di un nuovo sistema di controllo da parte del settore di programmazione, è stato preso in considerazione un solo sistema modulare e decentrato; esso doveva supportare procedure più rapide ed una più elevata produzione, essere semplice da integrare e da gestire e flessibile di fronte ad eventuali interventi di modifica. In questo modo il gestore voleva evitare gli svantaggi della precedente soluzione basata su PLC, evidentemente troppo complessa.

La scelta cadde su INTERBUS con conduttori in fibra ottica al posto dei comuni conduttori in rame, nonché sulla scheda di controllo PC G4 e sul software PC WORX di Phoenix Contact. Decisivi per la scelta furono l'apertura di tutti i componenti di sistema come PC, Windows NT, programmazione IEC-1131 e INTERBUS, come pure la libera scelta tra gli accoppiatori presenti sul mercato. Tutti vantaggi che permettono di ottimizzare le prestazioni. Phoenix Contact mette a disposizione inoltre un'interfaccia PLC, ossia un'interfaccia dati standardizzata con la quale è possibile utilizzare qualsiasi software senza bisogno di speciali driver. Questa apertura di INTERBUS già nota e mantenuta con costanza nella tecnica di controllo ha consentito a Renault di utilizzare una visualizzazione a piacere, nel caso specifico Visual Basic. Un componente fondamentale del sistema INTERBUS è il software di automazione uniforme PC WORX; un componente integrale del sistema di automazione Open Control sviluppato da Phoenix Contact. Grazie ai componenti di programma perfettamente sintonizzati "SYSTEM WORX" e "PROGRAM WORX" nonché ad un software di visualizzazione e alle interfacce aperte, PC WORX raggruppa prodotti software modulari e scalabili per le funzioni di pianificazione, programmazione e visualizzazione.

Renault è il primo utente che ha impiegato PC WORX nel settore delle presse di grandi dimensioni. In questo contesto non conta soltanto il software, ma anche l'hardware in forma di scheda PC G4, un elemento che garantisce l'accesso standardizzato a PLC di diverse marche. "Siamo molto soddisfatti del sistema di controllo. La scheda G4, rispetto ad altre marche, è la più veloce e semplice da installare. Le schede di nuova generazione, inoltre, riducono la durata dei ciclo del 50%, fino a raggiungere circa 15 ms", spiega Marc Braun, project manager presso Renault, responsabile dell'automazione e della tecnologia delle presse. "Per noi era importante anche la struttura modulare dell'hardware. Se ad esempio il processore diventa insufficiente, lo sostituiamo con uno più potente, senza dover sviluppare di nuovo un'intera scheda".

Grazie alla semplice localizzazione di errori e guasti, SYSTEM WORX semplifica la configurazione e la manutenzione di INTERBUS . A nostro avviso PROGRAM WORX, al contrario, è attualmente il sistema più efficce per programmare i controllori secondo IEC 1131", dichiara Marc Braun. "Poiché i requisiti posti dai responsabili dell'assistenza e dello sviluppo in materia di software si differenziano molto tra loro, PHOENIX CONTACT ha dovuto impegnarsi per accontentare entrambi. Ora la programmazione è più semplice e meglio strutturata di quanto non fosse con l'ausilio dei file ASCII".

L'esempio di applicazione dimostra che i PC sono utilizzabili anche nell'ambito delle presse, nonostante le difficili condizioni operative e le forti vibrazioni. Presso Renault il calcolatore ed il relativo monitor da ufficio "normale" sono riposti in un armadio direttamente accanto alla pressa 54, la quale lavora alla potenza di 450 t e, indipendentemente da forma e dimensioni dei componenti, elabora al massimo 850 pezzi l'ora.

Ciascuna pressa della linea 11 dispone di un proprio PC per le operazioni di controllo, visualizzazione e comunicazione. Il controllo è costituito da una scheda coprocessore integrata nel PC che rileva contemporaneamente la funzionalità del master. Le presse sono equipaggiate con encoder, eccetto i moduli digitali o analogici di ingresso e di uscita. Questi encoder assolvono il compito di rilevare l'angolo pressa e di conseguenza la posizione della pressa. Il controllore abilita la pressa alle operazioni di carico e scarico in funzione dell'angolo misurato.

Inoltre i motori della pressa sono collegati a INTERBUS tramite interfacce; lo stesso vale per i meccanismi di commutazione delle camme, i quali comunicano con le servovalvole attraverso uscite digitali. Questi valori vengono utilizzati per la regolazione dello spintore per ottenere una deformazione ottimale. I collegamenti tra una pressa e l'altra, da ciascuna pressa al relativo robot e da un bus all'altro sono realizzati tramite gateway forniti da PHOENIX CONTACT.

Sulla grande linea presse 11 per la prima volta Renault utilizza i robot per la concatenazione; fino ad ora i produttori dell'industria automobilistica si sono serviti utilizzato di feader. I robot sono dotati di una scheda master-slave. Grazie al master ogni robot "possiede" una rete INTERBUS propria la quale, ad esempio, gestisce il controllo del riconoscimento utensile e del prelievo materiale. Questo sistema decentrato costituisce un alleggerimento per il controllore di livello superiore. Il componente slave collega in rete tutti i robot assicurando loro una rapida comunicazione. A tale scopo Renault utilizza un bus di linea con master PC in modo tale che i dati possano essere disponibili direttamente nelle reti di livello superiore.

Renault prevede di utilizzare INTERBUS, PC WORX e la scheda G4 anche in altre linee presse, sia nuove sia da modernizzare. Il produttore automobilistico prevede di equipaggiare le nuove linee e due presse Try-Out con la tecnica di controllo basata su PC. L'architettura di controllo completa di PHOENIX CONTACT si è rivelata vantaggiosa nell'ambito della tecnologia delle presse in condizioni operative difficili e severe, con tempi di ciclo e interscambio dati ridotti come pure esigenze rigorose per quanto concerne il software da utilizzare.