Aktuální vydání

celé číslo

07

2019

Řízení dopravy a budov

celé číslo

Snímače a modulární řídicí systém pro balicí stroje

Doposud byla většina automatizačních systémů v oblasti průmyslových balicích strojů realizována prostřednictvím sice praxí ověřeného, ale na instalaci náročného konceptu senzorů se spínanými výstupy, které jsou kabelem přímo napojené na vstupy PLC v hlavní rozváděčové skříni. Tuto koncepci je však možné efektivně nahradit modulárním systémem tvořeným soustavou externích I/O jednotek, do kterých se na jedné straně připojí všechny senzory, akční členy nebo signalizační prvky instalované v nejbližším okolí a na straně druhé se napojí na jednu společnou centrální průmyslovou komunikační sběrnici z řídicí jednotky stroje. Výhody tohoto modulárního konceptu jsou:

  • omezení množství kabelů a zmenšení délky kabeláže (od senzorů a akčních členů vedou jen krátké tenké kabely, z I/O modulu do PLC vede jen jeden sběrnicový kabel),
  • snadné úpravy zapojení stroje (přidání, výměna či relokace senzorů ve stroji jsou spojeny jen s lokálními úpravami, není třeba měnit kabel až k rozváděči),
  • zrychlení montáže a výroby stroje (méně kabelových žlabů a průchodek do hlavního rozváděče).

Na první pohled zvýšené náklady na pořízení I/O jednotek jsou kompenzovány nižšími náklady na řídicí jednotku stroje, která již nemusí obsahovat svoje karty vstupů a výstupů. Dále je omezena potřeba propojovacích svorek, zkracuje se doba montáže a celkově zjednodušuje elektrické zapojení a zpřehledňuje dokumentace.

Široký sortiment I/O jednotek nabízí společnost Turck. Moduly řady TBEN se vyznačují multiprotokolovým komunikačním rozhraním, které automaticky detekuje typ komunikační sběrnice založené na Ethernetu (Profinet, Modbus-TCP nebo EtherNet/IP). Není tedy nutné pro různé sběrnice nakupovat různé moduly. Hermetické zapouzdření (krytí IP67, nebo dokonce IP69K) navíc eliminuje nutnost využívat lokální propojovací skříně. Modul může být přímo osazen na rám stroje. Moduly TBEN-S (small; obr. 1) pro konfiguraci obsahují integrované webové rozhraní AGREE, a funkci která umožňuje nastavit základní předzpracování signálů. Provedení TBEN-L (large; obr. 2) má plně programovatelné jádro PLC, s nímž lze programem vytvořeným v softwaru CODESYS přímo řídit méně náročné úlohy.

Další inovací několika posledních let je rozšíření digitální komunikace senzorů IO-Link. Snímače s IO-Link umožňují nejen změnit měřicí parametry (rozsahy měření či limity detekce) na dálku, ale současně i odesílají do řídicí jednotky naměřené hodnoty veličin (rozměrů, vzdáleností, tlaků apod.) a provozní stavy snímačů (porucha, stupeň opotřebení, provozní teplota apod.). IO-Link tak otevírá nové možnosti využití inteligentních snímačů a umožňuje jejich centralizovanou správu a diagnostiku (obr. 3). Snímače s IO-Link je možné přímo napojit do modulů TBEN-S, TBEN-L,
FEN20 a BL Compact v provedení IO-Link master.

V sortimentu společnosti Turck je i široká nabídka moderních senzorů. Místo klasických dvoustavových optických závor je možné použít senzory Banner Q4X, LE a LTF pro plynulé snímání vzdáleností nebo rozestupů přepravovaných předmětů, množství nasypávaného produktu (obr. 4), měření úbytku odvíjené fólie či její tloušťky. Přidanou hodnotou tohoto řešení je pružná regulace procesů a přesnější vyhodnocení provozního stavu stroje. Dříve problematickou detekci přítomnosti průhledných obalů je dnes možné vyřešit použitím optických senzorů Banner QS18 (obr. 5) a QS30, které spolehlivě detekují i tenkostěnné PET lahve a dovolují v nich rozeznat i přítomnost čiré kapaliny pro kontrolu hladiny plnění.

Pro automatickou kontrolu etiket, jejich správnou orientaci i pro kontrolu správných údajů na štítcích lze využít širokou nabídku kamerových senzorů Banner řady iVu a VE. Etiketa na špatné pozici nebo s chybnými údaji se tak nedostane k zákazníkovi, ale je automaticky vyřazena již během výrobního procesu. Stejně tak deformované či nesprávně zavřené obaly (nezalepené krabice, lahve bez víček apod.) mohou být včas zachyceny a vyřazeny a již se nedostanou do skladu.

Moderní přesné a rychlé automatické balení vyžaduje prostředky rychlé digitální komunikace s přesnými údaji od moderních chytrých senzorů. To vše najdou konstruktéři balicích strojů v sortimentu společnosti Turck. 

(Turck, s. r. o. Foto a grafika: Turck, Banner Engineering)

Obr. 1. I/O moduly TBEN-S s integrovaným webovým serverem AGREE

Obr. 2. I/O moduly TBEN-L mají vestavěno PLC

Obr. 3. Komunikace IO-Link umožňuje realizovat centralizovanou správu snímačů a akčních členů a využít diagnostické funkce pro naplnění konceptu digitalizace výroby

Obr. 4. Laserový snímač Banner Q4X měří zaplnění lahviček s dražé v potravinářské výrobě (video viz http://bit.ly/2UJF0C0)

Obr. 5. Fotoelektrický snímač QS18 dokáže měřit průhledné předměty a detekovat v nich přítomnost taktéž průhledné kapaliny

Obr. 6. Kamerový snímač iVu s displejem umožňuje kontrolovat správnost čárových kódů a nalepení etiket na obal