Machines via gedistribueerde intelligentie aansluiten op het IIoT - artikel

Plant & Factory 4/08/2017 9:38:06

In dit stuk breekt fabrikant Eaton een lans voor modulaire, gedecentraliseerde architecturen om machines voor te bereiden op het IIoT en Industrie 4.0.

Download het artikel in

ENGINEERINGNET.BE - Netwerken van 'slimme onderdelen' bieden naar hun mening de mogelijkheid om de ontwikkelingsinspanning te verminderen, makkelijker upgrades uit te voeren en de onderhoudskosten te verlagen.

«In plaats van te worden beschouwd als het slotstuk van het machineontwikkelingsproces, zouden deze apparaten de eerste modules moeten zijn die worden ontworpen voor «Industrie 4.0 Ready»-machines, menen de auteurs.

Industrie 4.0 en/of het IIoT impliceren dat machines, apparaten, sensoren en mensen naadloos communiceren en gegevens delen, waarbij clouddiensten, productiegegevens en zelfs volledige productielocaties onderling worden gekoppeld in netwerken.

Een denkpiste om dit te bereiken, bestaat erin om van zoveel mogelijk eenvoudige onderdelen, zoals frequentieregelaars, motorbeveiligingsschakelaars, magneetschakelaars en drukknoppen, communicatief vaardige apparaten te maken die onafhankelijk beslissingen nemen op basis van de beschikbare omgevingsdata. Op deze manier worden het dus «intelligente» onderdelen van een gedistribueerd systeem.

Uiteraard is dit gedistribueerde model slechts één van de mogelijkheden om machines en installaties voor te bereiden voor en op termijn in te schakelen in het IIoT en Industrie 4.0. Veel constructeurs, met name in de machine- en werktuigbouw werken vandaag met gecentraliseerde sturingsmodellen. Gedistribueerde architecturen worden nog niet of nauwelijks overwogen.

En vanzelfsprekend bieden ook conventionele en centraal aangestuurde machines mogelijkheden tot aansluiting op de wereld van het IIoT. Maar het gebrek aan de quasi automatische, 'vloeiende' connectiviteit impliceert ook dat deze oplossingen omwegen blijven en dat de vele voordelen van het Internet of Things niet of onvoldoende tot hun recht zullen komen.

Alvast Eaton heeft zich tot doel gesteld om de machinebouwsector te ondersteunen bij de overstap naar het IIoT door hun machines via zijn ontwikkelingsprogramma's op het vlak van gedistribueerde intelligentie «loT Ready» te maken.

Cyber Physical Production Systems
De basis van gedistribueerde machine-intelligentie bestaat uit Cyber Physical Systems of CPS'en. Zo'n CPS ontstaat door bijvoorbeeld door een motor in combinatie met sensoren 'lokaal intelligent' te maken. Op een machine met meerdere motoren kunnen deze CPS's dan met elkaar communiceren en onafhankelijke Cyber Physical Production Systems (CPPS'en) gaan vormen.



Alleen productiecommando's - bijvoorbeeld een wijziging van configuratie - of CPPS-informatie die externe actie vereist - zoals predictief onderhoud - worden tussen de CPPS en de controller uitgewisseld op basis van standaard protocollen zoals OPC-UA. De bedoeling van deze gedecentraliseerde benadering is het verminderen van de hoeveelheid big data die in de cloud moet opgeslagen worden.

Motorbescherming met toegevoegde waarde
Voorbeelden van hoe apparaten zich 'slim' kunnen gedragen, zijn de PKE elektronische motorbeveiligingsschakelaar en de DE1 Variabele Speed Starter van Eaton. Door deze aan te sluiten op Eaton's eigen intelligente SmartWire-DT bedradingssysteem, kunnen CPS'en gevormd worden.

Zo zullen de PKE en de DE1 van de verschillende deelnemers op het netwerk data meten zoals motorstroom, overbelasting bij verschillende items en statusinformatie, en deze data doorgeven via het intelligente bedradingssysteem. Dit systeem is uitgerust met een ASIC-verbindingsmodule die niet alleen de ontvangen gegevens zal analyseren, maar ze ook interpreteert om autonome beslissingen te nemen, zoals het verlagen van de snelheid van de aangesloten motor.

In combinatie met andere sensoren creëert dit een CPS, bijvoorbeeld een transportelement van een loopbandsysteem, dat dan in staat is om onafhankelijk te communiceren met een andere CPS'en.

Voordelen van slimme CPS-systemen
Cyber Physical Systems hebben veel voordelen vergeleken met de klassieke procedures. Een voorbeeld: afwijkingen in de normale motorstroom worden direct opgepikt en gesignaleerd op basis van louter de data, dus zonder bijkomende menselijke handelingen of investeringen in extra meetaparatuur.

Zo kunnen stijgende waarden een teken zijn van slijtage en helpen bij het vooraf plannen van onderhoudsactiviteiten. In het geval van pompen kan een daling in de stroom bijvoorbeeld aangeven dat de pomp droogloopt. Indien er een dreiging van overbelasting bestaat, kunnen tegenmaatregelen worden genomen om te voorkomen dat de stroomonderbreker wordt geactiveerd, wat zou leiden tot machine-uitvaltijd.

Daarentegen kan een lopende band op de ideale wijze worden belast door rekening te houden met de belastingstatus van de motoren onder verschillende klimaatomstandigheden, zodat het systeem ervoor zorgt dat het altijd de maximale beschermingscapaciteit levert zonder dat de betrokken onderdelen worden overbelast.

In dit scenario zorgt het gebruik van een slim systeem voor een betrouwbare uitvoering en een verhoogde beschikbaarheid, en ondersteunt het de maximale werkbelasting.

Een CPS creëren van de onderdelen in de besturingskast en op locatie
Het gebruik van de intelligente bedrading en het communicatiesysteem is niet beperkt tot slechts de besturingskast. Het kan zelfs worden uitgebreid naar de randapparatuur met gebruik van IP67 beschermingstype I/O-modules.

Intelligente bedrading biedt duidelijke voordelen zoals het makkelijk en snel configureren van maximaal 99 apparaten als slimme apparaten op een kabel met een lengte van maximaal 600 meter.

Motorstarters, softstarters, frequentieregelaars, beveiligingsschakelaars, aardlekschakelaars evenals drukknoppen, gesitueerd in een geschikte kleine behuizing of behuizing met hoge beschermingsgraad, kunnen op de exacte plek op de locatie worden geïnstalleerd, waar ze een CPS zullen vormen met de motor.

De echte kracht wordt getoond door machines met een gedistribueerde structuur (met name als ze voldoen aan het Industrie 4.0 systeem) wanneer uitbreidingen worden uitgevoerd. Dit geldt los van de vraag of uitbreiding plaatsvindt wanneer de machine voor de eerste keer wordt gestart of wanneer deze al in bedrijf is.

Problemen die worden veroorzaakt door een gebrek aan ruimte in de besturingskast zijn dingen uit het verleden omdat alle belangrijke sensoren en aandrijvingen op locatie zijn geïnstalleerd. Aanvullende I/O-modules voor een centrale PLC zijn niet nodig. << (foto's: Eaton)
door Christian Zingg, Director Innovation & Global OEM Segment en Stefan Selke, MOEM Segment Marketing Manager, Eaton

Registreer voor e-Krant
Engineeringnet Mobile



Scan de QR-code
of klik hier om mobiel te surfen.

Tip: maak zelf een sneltoets op de startpagina van je smartphone. Voor Android: “Sneltoets Startpagina” of "Toevoegen aan startscherm". Voor iPhone: “Zet in beginscherm”.

Verwant

Rittal lanceert nieuwe productcatalogus voor industrie en IT - techniek

Fanuc: «Het is een misvatting dat cobots snel inzetbaar zijn» - artikel

Glass voor professionele toepassingen gaat de markt op

CERT waarschuwt bedrijven voor CEO fraude

Machines via gedistribueerde intelligentie aansluiten op het IIoT - artikel

Techtextil / Techprocess 2017: hoe slim kan textiel zijn? - artikel

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Actief op zoek naar een nieuwe functie als werknemer of een opdracht als zelfstandige? Meld je aan bij Engineeringnet Techpost
Meest gelezen nieuws

Logistieke oplossingen gezocht voor hoge kosten leeggoed

LRM investeert 250.000 euro in fietsleasing-bedrijf

Vorig jaar 25% meer warmtepompen geïnstalleerd

40% meer ruimte voor groene energie dankzij slimme netten

Ecochem investeert 10 miljoen in uitbreiding Willebroekse fabriek (+video)

Nieuw innovatief bedrijfsnetwerk Offshore Energie opgericht

Agenda

Energy Efficiency in Industry

Building 904, Technologiepark, Zwijnaarde

van 9/05/2017 tot 12/12/2017

Opleiding trillingsanalyse CAT.II
volgens ISO 18436-2

Crowne Plaza Antwerpen

van 18/09/2017 tot 22/09/2017

EMO Hannover 2017 - Wereldbeurs voor metaalbewerking

Messegelände Hannover

van 18/09/2017 tot 23/09/2017

Agoria Academy: Maatschappelijk Verantwoord Ondernemen

BluePoint Brussels

maandag 18 september 2017

Agoria Academy: 'Privacy-by-design with the LINDDUN model'

BluePoint Brussels

woensdag 20 september 2017

Agoria Academy: Opleiding risicoanalyse van machines

AA-Tower Technologiepark

vrijdag 22 september 2017

Keuze van de redactie

(17/8) Brubotics lab ontwikkelt nieuw constructiemateriaal voor zelfhelende robots

(10/8) Zeehaven van Brugge beter bereikbaar via nieuwe A11-autosnelweg

(8/8) BESIX neemt Enrobage Stockem en Witraloc over

(2/8) UZ Gent boekt doorbraak in onderzoek naar ziekte van Crohn

(31/7) Fluxys plant tweede laadstation op Zeebrugse LNG-terminal

(5/7) Groene stroom voor 650 publieke laadpalen

>> Meer blikvangers
Bedrijfspagina's

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

John Hernandez nieuwe CEO Selligent

Selligent heeft John Hernandez met onmiddellijke ingang aangesteld tot Chief Executive Officer. Tot voor kort was hij nog COO en Senior Vice President Service Cloud bij Salesforce.

The Compost Bag Company verwerft controlebelang in Biobag

The Compost Bag Company (TCBC), producent van biologisch afbreekbare producten uit hernieuwbare en biogebaseerde grondstoffen, zet volop in op het reduceren van Europees plastic afval.

Galapagos boekt succes met medicijn tegen longziekte

Galapagos heeft positieve resultaten aangekondigd voor autotaxineremmer GLPG1690 in patiënten met idiopathische longfibrose (IPF) in de FLORA Fase 2a studie.

Infrabel gunt project aan P&V Elektrotechniek na Europese aanbesteding

Na een Europese aanbesteding haalde P&V Elektrotechniek het project van de 400 Volt algemeen laagspanningsborden (ALSB) en het PLP-project van Infrabel binnen.

Limburgse economie draait op volle toeren

De Limburgse conjunctuurbarometer blijft rond de 100 indicatorpunten schommelen. In de periode mei-juni 2017 werd de grens van 100 indicatorpunten licht overschreden.

Wim Soetaert: «Biogebaseerde economie is géén luchtkasteel» - artikel

«Tegen 2050, nog 30 jaar, zal de helft van de chemie biogebaseerd zijn. Bijna iedereen in de chemische industrie is er mee bezig. De bioraffinaderijen staan er al, het is een groeiverhaal».

Zeehaven van Brugge beter bereikbaar via nieuwe A11-autosnelweg

Eind augustus zal de nieuwe A11-autosnelweg tussen Brugge en Westkapelle (Knokke-Heist) helemaal klaar zijn. Het Agentschap Wegen en Verkeer (AWV) organiseert een groot openingsfeest.

Solar Team stoomt zonnewagen Punch 2 klaar voor WK

Een maand na de voorstelling van de Punch 2 is het Solar Team volop bezig met het testen van hun zelfgebouwde wagen. De studenten haalden voor de eerste keer de topsnelheid van 120 km/u.

DACHSER investeert 6,5 miljoen euro in nieuw Oostenrijks filiaal

Logistiek dienstverlener DACHSER investeert 6,5 miljoen euro in een nieuwe faciliteit in Stans in Tirol. Het filiaal omvat een totale oppervlakte van ongeveer 20.000 m².

Ontmanteling hoogspanningslijn tussen Ciply en Pâturages

In afwachting van de nodige vergunningen voor de aanleg van een ondergrondse verbinding van 150 kV, start Elia met de ontmanteling van de 70 kV hoogspanningslijn tussen Ciply en Pâturages.

Deutsche Bahn plaatst bestelling voor 100 Siemens-locomotieven

Siemens en DB Cargo AG hebben een raamcontract ondertekend voor de levering van 100 locomotieven. De locomotieven zullen ingezet worden op de Rijn-Alpen-Corridor.

Aangetekende brief nu ook via e-mail ? - column

In het tijdperk van internet en computers gebeurt er al heel wat per e-mail! Door de wet van 21 juli 2016 kan nu ook een aangetekende brief via e-mail verstuurd worden.

Vinçotte erkend controleorgaan milieu-impact bouwmaterialen

In juli 2017 werd Vinçotte officieel erkend door de FOD Volksgezondheid als onafhankelijke derde partij voor het uitvoeren van de verificatie van de milieu-impact van bouwmaterialen.

Metaaldamp beschermt wand kernfusiereactoren (+video)

Een dunne dampwolk boven een laag vloeibaar metaal is misschien de oplossing om reactorwanden van toekomstige kernfusie-centrales te beschermen tegen extreme hitte.