Comunicazione a più livelli e Incremento della produttività

Il principale produttore al mondo di autocarri ha realizzato a tempo di record uno dei più moderni impianti di assemblaggio al mondo su una superficie di 142 ettari. Le strutture di produzione occupano un’area di 250.000 mq, di cui 78.000 m2 al coperto. La costruzione è iniziata nell’autunno 2005 e a metà del 2007 i primi veicoli stavano già lasciando la linea di produzione.

I requisiti

Prima di dare il via alla costruzione dello stabilimento polacco, una squadra di 8 pianificatori della manutenzione MANN di Monaco, ha definito i requisiti chiave del concetto di automazione.
Per garantire la disponibilità di una comunicazione ad alta velocità a tutte le reti della società, e negli stabilimenti di produzione diffusi in tutto il mondo, era necessaria una soluzione di automazione basata su standard internazionali aperti. Inoltre, tutte le parti dell’impianto e i vari componenti al loro interno dovevano essere integrati nella rete aziendale in modo tale da poter essere facilmente modificati, per tenere il passo con le condizioni applicative in continua evoluzione. Si rendevano infine necessarie ampie funzioni di diagnostica per ridurre al minimo i tempi di arresto della produzione. Il sistema Automation Phoenix Contact ha soddisfatto questi requisiti.

Rilevazione del segnale

Nello spazioso impianto di assemblaggio, è necessario rilevare oltre 100.000 segnali, impartire comandi e monitorare le diverse condizioni per garantire un continuo e perfetto funzionamento delle varie macchine e delle varie linee di produzione. A tale scopo, MANN ha scelto di utilizzare i sistemi I/O di Phoenix Contact con grado di protezione IP20 e IP65/67. Il sistema Inline Modular è montato sui quadri di comando che, oltre ai canali I/O analogici e digitali, contiene moduli per altre diverse funzioni. In base all’applicazione, i vari morsetti sono inseriti a scatto sulla guida DIN dietro l’accoppiatore bus. Dal momento che il cross-wiring viene eseguito automaticamente, i vari componenti sono in grado di adattarsi in modo rapido e flessibile al variare delle condizioni.

Quando è necessario rilevare dei segnali in campo, MANN utilizza il sistema di installazione Fieldline Modular con grado di protezione IP65/67. Mediante un morsetto di derivazione, i dispositivi Fieldline Modular possono essere collegati direttamente al sistema Inline nel quadro di comando. Nell’impianto polacco, il sistema Fieldline Modular è utilizzato insieme alle partenze motore IP 400 ELR, per automatizzare i nastri trasportatori.

Comunicazione wireless affidabile

Per integrare gli assi dell'autocarro nel sistema di produzione, MANN si serve di una soluzione wireless di Phoenix Contact basata sullo standard internazionale Bluetooth. Il minimo sforzo di installazione e la flessibilità necessaria a rispondere a requisiti sempre diversi, sono i fattori cruciali che hanno portato all’impiego di questo standard wireless. Un altro vantaggio offerto dal Bluetooth è la garanzia di una trasmissione dati stabile e affidabile anche in condizioni ambientali estreme. Questa tecnologia wireless può essere facilmente integrata con le comunicazioni Ethernet e molte reti Bluetooth locali possono essere gestite in parallelo. MANN utilizza anche la tecnologia WLAN per integrare il trasportatore su rotaia elettrica nella rete di produzione. Grazie a speciali funzioni di coesistenza, le comunicazioni WLAN non sono influenzate dalle reti Bluetooth.

Ogni punto di accesso Bluetooth controlla fino a sette rotaie elettriche sospese (ESR), che possono trasportare gli assi nel punto esatto di installazione sul telaio dell'autocarro. Il sistema ESR è controllato da un Remote Field Controller di tipo RFC 450 ETH-IB, che comunica con il sistema di controllo e coordinamento via Ethernet e con i componenti periferici via Interbus. Collegamenti Bluetooth con i controllori ESR sono disponibili per la comunicazione. I dati vengono trasferiti attraverso gli access point Bluetooth e i client Bluetooth che interfacciano i  controllori Inline ILC 350 ETH-IB negli ESR. I controllori ESR contengono quattro convertitori di frequenza, integrati con encoder assoluti, per gli argani e un sistema di posizionamento per il motore di trazione.

Una tecnica di controllo comunicativa

Analogamente ai sistemi ESR, la RFC 450 ETH-IB è il controllore principale nelle quattro stazioni di assemblaggio del telaio. I controllori Inline ILC 200 IB, installati in ognuna delle due stazioni di pre-assemblaggio, trasmettono i dati ai componenti periferici attraverso il sistema Interbus. Sono inoltre disponibili interfacce aggiuntive per il collegamento a scanner wireless e convertitori. Per motivi ambientali, tutti i telai prodotti presso le strutture MANN in Polonia sono rivestiti con vernici a base d’acqua. Le unità RFC 450 ETH-IB controllano anche la pressione, il sollevamento, l’abbassamento e altri movimenti del telaio, oltre al dosaggio della vernice.

Tutti i controllori di Phoenix Contact sono programmati e configurati con il software PC Worx  a norma IEC61131. Al variare delle condizioni di applicazione è così possibile eseguire le necessarie regolazioni o sostituzioni, senza doversi preoccupare che i dati vadano persi. PC Worx è inoltre utilizzato per la comunicazione tra il campo e i livelli IT.

Ampie funzioni di diagnostica

Il software integrato Diag+ consente di diagnosticare i guasti in tutte le sezioni dell’impianto MANN. Gli operatori e gli addetti alla manutenzione sono in grado non solo di individuare l’ubicazione del guasto e la causa, ma possono sfruttare i suggerimenti forniti dal software per la sua eliminazione. Diag+ è un controllo ActiveX che può essere integrato come componente software standalone nelle applicazioni a 32 bit su tutte le piattaforme. I dati di diagnostica possono essere sottoposti a un’ulteriore elaborazione utilizzando l’interfaccia di programmazione. La struttura identica delle interfacce e la gestione intuitiva facilitano l’uso di PC Worx.

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