Connectivity er genvejen til det moderne og effektive proces- eller automationsanlæg

29. juni 2023 | Hans Følsgaard A/S

• Automation & Robotter

downloadKun til redaktionelt brug

M12-konnektoren er den lille perle af en komponent, som letter opbygning, udvidelse og re-konfiguration af proces- og automationsanlæg. Følsgaard-agenturet, Turck, understøtter desuden modularitet i industrianlæg med sine protokoluafhængige IO med indbygget FLC’er, der giver sikker kommunikation på OT-niveau.
Programmet dækker Safety, RFID, OPC-UA, redundancy mm.

Der var engang, hvor det nærmest var umuligt at sælge industrikomponenter baseret på modulære konnektorer. Næ tak, sagde fabrikscheferne, som hellere ville spare en flad halvtredser og i stedet foretrak skrueterminaler frem for de nemme og bekvemme industri-konnektorer. Det gav måske en marginal besparelse, men medførte omvendt ”faste” anlæg, som var vanskelige at opgradere til nye standarder og funktioner, og som ofte krævede lukkede installationer indbygget i kasser.
Men markedet inden for proces- og automationsanlæg samt maskinbygning går i høj grad mod såvel åbne standarder og modularitet, som i bedst kan samles under betegnelsen ”connectivity”. Meget skyldes brugen af IIoT og industri 4.0 begrebet, hvor fokus i høj grad bliver flyttet over på muligheden for lynhurtigt at ændre produktionen – eller endda produktions-hardwaren – til at imødekomme behovet for fremstilling af one-offs eller småserier uden indgreb i den egentlige volumenproduktion.
Tendensen bliver i høj grad forstærket af mange industrivirksomheders ønske om at kunne vælge frit mellem flere producenter af proces- og automationsudstyr for derved at kunne tænke i optimal funktion frem for at være bundet af udstyr fra én enkelt producent. Hidtil har den mulighed været begrænset af forskellige proprietære protokoller, der blandt andet har gjort det drilsk at blande eksempelvis amerikansk, asiatisk og europæisk udstyr – fordi feltbusserne ikke har været i stand til at kommunikere.
Hans Følsgaard A/S ser sig selv om industriens TeknikPartner, der uafhængigt af producenter og varemærker arbejder på at levere så integrerede automationsløsninger som muligt til sine kunder og partnere. Derfor har Følsgaard slået et stort slag for de åbne standarder og den simple konnektivitet, der bringer hele ”plug-and-play” filosofien ind i opbygning, udvidelse og re-konfiguration af industrielle systemer med et minimum af besvær.

IP67-virksomhed
I forbindelse med kampen for åbne standarder er – især – M12-konnektoren er perle blandt industrikomponenter. Med M12 er vejen til den enkle connectivity i industrielle systemer banet med den lille fikse konnektors mulighed for at overføre såvel signaler og data som power-forsyningen op til 16 Ampere eller 630 V. Programmet omfatter således konnektorer til data eller signaler fra sensorer og betjeningstryk samt ”power siden” som forsyning til magnetventiler og lignende.
Følsgaard-agenturt Turck beskriver sig som en ”IP67-virksomhed”, og deri ligger en stor del af hemmeligheden bag den ægte konnektivitet. Hele Følsgaard programmet af industrielle modulløsninger, PLC’er, FLC’er, I/O-blokke, sikkerhedscontrollere, tryk til alarm og betjening samt industrielle lys- og lydgivere kan stort set alle samles via M12-forbindelser. Det betyder, at de modulære løsninger i IP67-tæthedsklasse kan monteres uden på industrianlæggene uden behov for indbygning. Med et temperaturområde ned til -40 grader kan man således montere de individuelle komponenter ekstern uden behov for kabinet, da M12-konnekteringen forhindrer risici for berøring af spændingsbærende dele, ligesom den høje tæthedsklasse tillader afrensning med selv aggressive rengøringsmidler.
Turck supporterer desuden med sine intelligente produkter multiprotokol som giver maksimal protokoluafhængighed, så eksempelvis IO-Link kan bringes til at kommunikere med Ethernet såvel som konventionelle I/O-løsninger. Modulerne kan endvidere fås med Codesys-baserede (åben standard) PLC’er som kan arbejde på tværs i et industrianlægs OT-lag (operativ teknologi på fabriksgulvet), hvilket er ganske afgørende, hvis man i et industri 4.0 miljø skal opretholde eller ændre et produktionsforløb uden indgreb fra de øvre hierarkier som IT-, ERP- eller SCADA-lag.

FLC’er kan erstatte PLC’er
Turcks proces- og automationsløsninger er altså netop dét: Løsninger der ikke længere ”bare” taler om digitale industrikomponenter, men hele systemer, der kan forbinde sensorer og cloud på flere forskellige måder. Turck er selvfølgelig heller ikke blind over for mulighederne for at lukke standarderne yderligere op, hvilket på sigt gør det meget sandsynligt, at Turcks produkter vil kunne fungere sømløst sammen med eksempelvis Mitsubishi-programmet. For Følsgaard vil en sådan udvikling være fantastisk, da det ville give en ubesværet konnektivitet mellem Mitsubishis overbevisende cobot-/robotløsninger og Turcks meget store program af industrielle løsninger.
Generelt bryder connectivity-tanken hierarkierne ned i de traditionelle industri-topologier. Og er systemerne i den simple ende af skalaen, kan man i mange tilfælde helt udelade komponenter som PLC’erne. Turck har med FLC-produkter (Field Logic Controller) løsninger, som kan erstatte traditionelle PLC-løsninger og udføre styring på OT-niveauet – i øvrigt ved temperaturer ned til -40 grader, hvad der kan være meget anvendeligt i eksempelvis fødevareproduktion som frysetørring eller lignende.
Tag nu Turcks TBEN-L-FLC, der er et kommunikation-interface med en embedded Codesys 3 baseret ”mini-PLC”, som er i stand til at håndtere data som almindelig slave i et traditionelt feltbussystem, men som også kan fungere som en selvstændig lille controller – og til fuld konnektering med M12-forbindelser. TBEN-L kan med andre ord fungere som en lokal, autonom FLC, der offloader det højere controller-hierarki og kommunikerer på tværs af protokoller i det operative lag eller blot operer i ”Island mode” hvis det kræves.
Fordelen er, at man ved ændringer i et produktions-setup kan lade TBEN-L udføre en sekvensering af lokale maskiner, der kan træffe selvstændige beslutninger, så man opretholder et produktions-flow, selv om de overordnede controllere bliver programændret.
TBEN-L understøtter desuden et hav af kommunikationsbusser. Som master supporterer den interface-/controller-løsningen Modbus RTU, Profinet, CANopen, Ethernet/IP og Modbus TCP. Men også RS232 og RS485 kan bruges som påkrævet i Codesys. Desuden har TBEN-L otte generelle I/O’er til sensorer og aktuatorer.

Sikkerheds og traditionel I/O i samme blok
Med Turcks Hybrid moduler TBPN- og TBIP kombineres safety I/O med traditionelle I/O. Blokkene som understøtter PROFIsafe og CIP Safety har indbygget sikkerhedscontroller og er med sin kapslingsklasse IP67 helt enestående i markedet.
Man behøver ikke to separate systemer for at etablere nødstopfunktioner på sit udstyr. Med et anvendelsesområde ned til -40 grader er det en på alle måder nem og praktisk løsning.

UHF & HF RFID med OPC-UA
Endelig arbejder Turck i deres industri 4.0 rettede connectivity-miljø med RFID (radiofrekvens identifikation), som kan bruges til automatisk registrering af emner, værktøjer eller de "rigtige" medarbejdere i en given applikation. Med RFID kan man slippe for en mængde manuel registrering, og det letter praksis i hverdagen i mange produktionsmiljøer. Ydermere kan man i Turcks program vælge mellem HF- og UHF-løsninger, så man kan finde den perfekte balance mellem rækkevidde og følsomhed over for elektrisk- og elektromagnetisk støj.

En konsekvent brug af M12-konnektorer med IP67-tæthedsklasse gør integration af tryk, lyd og lys særdeles let uden behov for indkapsling af produkterne. Sammen med IO modulære løsninger kan disse blot monteres eksternt på maskinerne.