Linija za duboki tisak stara 11-godina-često ima greške u sustavu registracije - kako to popraviti jednom zauvijek?
Tvrtka za koju radim ima liniju za duboki tisak Cerutti R960 u deset-boja, koja radi oko 11 godina. Linija je opremljena sustavom registracije Automec, a nakon godina korištenja ovaj sustav često uzrokuje zastoje strojeva zbog komunikacijskih grešaka tijekom pokretanja i proizvodnje. Ovi problemi ne samo da povećavaju otpad pri ispisu, već također utječu na kvalitetu proizvoda. U ovom članku analiziram uzroke komunikacijskih grešaka u sustavu registracije i sažim neka relevantna rješenja.
Načelo komunikacije sustava registracije
Komunikacijski dijagram našeg registracijskog sustava Automec prikazan je na slici 1. Koristi potpuno integriranu kontrolnu platformu njemačkog Beckhoffa, kombinirajući PC i EtherCAT. PC je Beckhoff industrijsko računalo C6920-0050, a EtherCAT integrira sve komponente automatizacije, uključujući EtherCAT I/O s oznakom IP67, softver za automatizaciju EtherCAT i servo pogone, koji služe kao fieldbus za cijeli sustav. Komunikacija između računala i EtherCAT I/O ostvaruje se preko EK1100 spojnice, povezujući EtherCAT mrežu s EtherCAT I/O terminalima za kontrolu svih operativnih funkcija, uključujući kretanje ispisnih jedinica u boji, snimanje podataka, rad i daljinski nadzor. Komunikacija sustava temelji se na topologiji prstena EtherCAT, koja osigurava redundantnost linije kako bi se osigurao normalan rad čak i u slučaju prekida veze.
Slika 1 Pregled komunikacije sustava usklađivanja boja
Ovaj dizajn osigurava brzo postavljanje, zahtijevajući samo nekoliko-niskonaponskih kabela za spajanje tijekom konfiguracije. Svim zadacima nadzora sustava upravlja TwinCAT HMI alat, bez potrebe za upravljačkim programima ili drugim komunikacijskim protokolima. Unutar TwinCAT HMI alata, varijable se tretiraju kao programska logika unutar istog softvera.
Analiza grešaka komunikacijskih problema sustava usklađivanja boja
Oteme sustav usklađivanja boja koristi Beckhoff PC koji komunicira s EtherCAT I/O putem CAT5 (standardni Ethernet kabel kategorije 5) u standardnom 100BASE-TX načinu rada. Nakon EtherCAT spojnice sabirnice EK1100 slijedi 59 EtherCAT terminala i krajnji terminal sabirnice u seriji. EK1100 spojnik sabirnice pretvara Ethernet 100BaseTX telegrame u signale E-sabirnice za prijenos između terminalskih modula EtherCAT. U biti, E-bus je EtherCAT, osim što prijenos koristi opružne kontakte na stražnjoj ploči umjesto mrežnih kabela. Koncept "jedna mreža do kraja" znači da svaki I/O modul služi kao EtherCAT slave. Svaki EtherCAT slave uređaj ima četiri EtherCAT komunikacijska porta: Port0 (A), Port1 (B), Port2 (C) i Port3 (D).
Međutim, podređeni moduli Oteme skup-točkastog sustava imaju samo dva komunikacijska priključka, a protok signala kroz module slijeva nadesno prikazan je na slici 2. Kada okvir EtherCAT prolazi kroz podređeni uređaj, ulazi u modul preko priključka Port0 (A), zatim prolazi kroz EtherCAT procesorsku jedinicu i napušta podređeni modul kroz priključak 1 (B). Ako postoji problem s komunikacijom tijekom procesa, prethodni EtherCAT modul neispravnog modula automatski će zaključati svoj Port1, uzrokujući vraćanje EtherCAT telegrama.
Slika 2: EtherCAT povratna poruka kada komunikacija ne uspije
Svaki EtherCAT I/O modul ima šest opružnih kontakata. Budući da su moduli spojeni u seriju, oni međusobno komuniciraju putem E-sabirnice na ovih šest kontakata. Na kraju se podaci prenose preko kontakata svakog modula do spojnice. U sadašnjem sustavu postoji jedan modul spojnice sa 60 I/O modula spojenih nizvodno u seriju. Zbog starenja modula, kontaktni otpor postaje previsok ili je napon ulaznog signala prenizak, što dovodi do nedovoljne ulazne struje za pogon ulaznog sučelja PLC-a, što uzrokuje kvarove komunikacije.
Rješavanje problema s komunikacijom u sustavu registracije boja
(1) Kada dođe do kvara u komunikaciji, signal se vraća iz prethodnog modula, a EtherCAT dijagnostički sustav će naznačiti modul gdje počinje kvar. Ponekad isključivanjem i ponovnim -uključivanjem neispravnog modula, čišćenjem kontakata modula radi uklanjanja oksidacije ili zamjenom modula može se privremeno uspostaviti komunikacija. Međutim, ovo je samo privremeno rješenje, a problemi s komunikacijom mogu se ponovno pojaviti nakon nekog vremena.
(2) Restrukturiranje postojećih I/O modula uključuje promjenu izvorne postavke komunikacije 1-master-1-slave u postavu 1-master-4-slave (vidi sliku 3). To uključuje dodavanje još tri EK1100 spojnice, zamjenu prethodna tri modula napajanja EL9001 u PLC-u s modulima spojnice EK1100 koji imaju ugrađeno napajanje i spajanje četiri spojnice u seriju. Svaki spojnik upravlja s 15 I/O modula, što značajno skraćuje povratni put signala za nizvodne module, poboljšava pouzdanost komunikacije između modula i povećava redundantnost podataka. Ova metoda testirana je u našem renoviranju sustava registracije boja i gotovo godinu dana nije bilo komunikacijskih kvarova u sustavu.
Slika 3 Trenutna topologija mreže i nadograđena topologija mreže
Ovaj članak proučava i analizira principe komunikacije Oerlikon sustava registracije boja, istražuje uzroke komunikacijskih grešaka u sustavu i sažima rješenja. Na kraju, komunikacijski problemi sustava registracije boja su riješeni, smanjujući utjecaje na proizvodnju uzrokovane komunikacijskim problemima u sustavu registracije boja opreme i uvelike poboljšavajući učinkovitost opreme. Vršnjaci sa sličnom opremom mogu se obratiti ovom pristupu.