Μια γραμμή εκτύπωσης γκραβούρα ηλικίας 11- ετών- αντιμετωπίζει συχνά βλάβες του συστήματος εγγραφής - πώς μπορεί κανείς να το διορθώσει μια για πάντα;
Η εταιρεία στην οποία εργάζομαι διαθέτει μια σειρά εκτύπωσης γκραβούρα Cerutti R960 δέκα-, η οποία λειτουργεί εδώ και περίπου 11 χρόνια. Η γραμμή είναι εξοπλισμένη με σύστημα καταχώρισης Automec και μετά από χρόνια χρήσης, αυτό το σύστημα προκαλεί συχνά διακοπές του μηχανήματος λόγω σφαλμάτων επικοινωνίας κατά την εκκίνηση και την παραγωγή. Αυτά τα ζητήματα όχι μόνο αυξάνουν τα απόβλητα εκτύπωσης αλλά επηρεάζουν και την ποιότητα του προϊόντος. Σε αυτό το άρθρο, αναλύω τις αιτίες των αστοχιών επικοινωνίας στο σύστημα εγγραφής και συνοψίζω ορισμένες σχετικές λύσεις.
Αρχή Επικοινωνίας Συστήματος Εγγραφής
Το διάγραμμα επικοινωνίας του συστήματος εγγραφής μας Automec φαίνεται στο Σχήμα 1. Χρησιμοποιεί μια πλήρως ενσωματωμένη πλατφόρμα ελέγχου που παρέχεται από τη Beckhoff της Γερμανίας, που συνδυάζει υπολογιστή και EtherCAT. Ο υπολογιστής είναι ένας βιομηχανικός υπολογιστής Beckhoff C6920-0050 και το EtherCAT ενσωματώνει όλα τα εξαρτήματα αυτοματισμού, συμπεριλαμβανομένων των EtherCAT I/O με βαθμολογία IP67, του λογισμικού αυτοματισμού EtherCAT και των μονάδων σερβομηχανισμού, που χρησιμεύουν ως fieldbus για ολόκληρο το σύστημα. Η επικοινωνία μεταξύ του υπολογιστή και του EtherCAT I/O επιτυγχάνεται μέσω του συζεύκτη EK1100, συνδέοντας το δίκτυο EtherCAT με τα τερματικά EtherCAT I/O για τον έλεγχο όλων των λειτουργικών λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της κίνησης των χρωματικών μονάδων εκτύπωσης, της εγγραφής δεδομένων, της λειτουργίας και της απομακρυσμένης παρακολούθησης. Η επικοινωνία του συστήματος βασίζεται στην τοπολογία δακτυλίου EtherCAT, παρέχοντας πλεονασμό γραμμής για να διασφαλιστεί η κανονική λειτουργία ακόμη και σε περίπτωση αποσύνδεσης.
Εικόνα 1 Επισκόπηση επικοινωνίας συστήματος αντιστοίχισης χρωμάτων
Αυτός ο σχεδιασμός εξασφαλίζει γρήγορη ρύθμιση, απαιτώντας μόνο μερικά καλώδια χαμηλής-τάσης που πρέπει να συνδεθούν κατά τη διαμόρφωση. Όλες οι εργασίες παρακολούθησης συστήματος διεκπεραιώνονται από το εργαλείο TwinCAT HMI, χωρίς να χρειάζονται προγράμματα οδήγησης ή άλλα πρωτόκολλα επικοινωνίας. Στο εργαλείο TwinCAT HMI, οι μεταβλητές αντιμετωπίζονται ως λογική προγράμματος στο ίδιο λογισμικό.
Ανάλυση σφαλμάτων ζητημάτων επικοινωνίας συστήματος αντιστοίχισης χρωμάτων
Το σύστημα αντιστοίχισης χρωμάτων της Oteme χρησιμοποιεί έναν υπολογιστή Beckhoff που επικοινωνεί με το EtherCAT I/O μέσω CAT5 (τυπικό καλώδιο Ethernet κατηγορίας 5) σε τυπική λειτουργία 100BASE-TX. Μετά τον ζεύκτη διαύλου EtherCAT EK1100 ακολουθούν 59 ακροδέκτες EtherCAT και ένας τερματικός τερματικός διαύλου σε σειρά. Ο ζεύκτης διαύλου EK1100 μετατρέπει τα τηλεγραφήματα Ethernet 100BaseTX σε σήματα διαύλου{10}}για μετάδοση μεταξύ των μονάδων τερματικού EtherCAT. Ουσιαστικά, το E{12}}bus είναι EtherCAT, εκτός από το ότι η μετάδοση χρησιμοποιεί επαφές κλιπ ελατηρίου στο πίσω επίπεδο αντί για καλώδια δικτύου. Η έννοια του "ένα δίκτυο μέχρι το τέλος" σημαίνει ότι κάθε μονάδα εισόδου/εξόδου λειτουργεί ως υποτελής EtherCAT. Κάθε εξαρτημένη συσκευή EtherCAT έχει τέσσερις θύρες επικοινωνίας EtherCAT: Port0 (A), Port1 (B), Port2 (C) και Port3 (D).
Ωστόσο, οι υποτελείς λειτουργικής μονάδας συστήματος σημείων{0} του Oteme έχουν μόνο δύο θύρες επικοινωνίας και η ροή του σήματος μέσω των μονάδων από αριστερά προς τα δεξιά φαίνεται στην Εικόνα 2. Όταν ένα πλαίσιο EtherCAT διέρχεται από μια υποτελή μονάδα, εισέρχεται στη μονάδα μέσω της Port0 (A), στη συνέχεια περνά από τη μονάδα επεξεργασίας EtherCAT και φεύγει από τη θύρα1 (Blave). Εάν υπάρχει πρόβλημα επικοινωνίας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, η προηγούμενη μονάδα EtherCAT της ελαττωματικής μονάδας θα κλειδώσει αυτόματα τη Θύρα 1 της, προκαλώντας την επιστροφή του τηλεγραφήματος EtherCAT.
Εικόνα 2: Επιστροφή μηνύματος EtherCAT όταν η επικοινωνία αποτυγχάνει
Κάθε μονάδα I/O EtherCAT έχει έξι επαφές ελατηρίου. Εφόσον οι μονάδες συνδέονται σε σειρά, επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω του διαύλου Ε-σε αυτές τις έξι επαφές. Τελικά, τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω των επαφών κάθε μονάδας στον ζεύκτη. Στο τρέχον σύστημα, υπάρχει μία μονάδα ζεύξης με 60 μονάδες I/O συνδεδεμένες σε σειρά κατάντη. Λόγω της γήρανσης της μονάδας, η αντίσταση της επαφής γίνεται πολύ υψηλή ή η τάση του σήματος εισόδου είναι πολύ χαμηλή, με αποτέλεσμα να μην επαρκεί το ρεύμα εισόδου για την κίνηση του κυκλώματος διασύνδεσης εισόδου του PLC, το οποίο προκαλεί βλάβες στην επικοινωνία.
Αντιμετώπιση προβλημάτων επικοινωνίας στο σύστημα καταχώρισης χρώματος
(1) Όταν παρουσιαστεί αποτυχία επικοινωνίας, το σήμα επιστρέφει από την προηγούμενη μονάδα και το διαγνωστικό σύστημα EtherCAT θα υποδείξει τη μονάδα από όπου ξεκινά το σφάλμα. Μερικές φορές, η αποσύνδεση και η{2}}επανασύνδεση της ελαττωματικής μονάδας, ο καθαρισμός των επαφών της μονάδας για την αφαίρεση της οξείδωσης ή η αντικατάσταση της μονάδας μπορεί να αποκαταστήσει προσωρινά την επικοινωνία. Ωστόσο, αυτή είναι απλώς μια προσωρινή επιδιόρθωση και ενδέχεται να παρουσιαστούν ξανά προβλήματα επικοινωνίας μετά από κάποιο χρονικό διάστημα.
(2) Η αναδιάρθρωση των υπαρχουσών μονάδων I/O περιλαμβάνει την αλλαγή της αρχικής ρύθμισης επικοινωνίας 1-master-1-slave σε μια ρύθμιση 1-master-4-slave (βλ. Εικόνα 3). Αυτό περιλαμβάνει την προσθήκη τριών ακόμη συζευκτών EK1100, την αντικατάσταση των προηγούμενων τριών μονάδων ισχύος EL9001 στο PLC με μονάδες ζεύξης EK1100 που έχουν ενσωματωμένη ισχύ και τη σύνδεση των τεσσάρων συζευκτών σε σειρά. Κάθε ζεύκτης χειρίζεται 15 μονάδες I/O, γεγονός που συντομεύει σημαντικά τη διαδρομή επιστροφής σήματος για τις κατάντη μονάδες, βελτιώνει την αξιοπιστία επικοινωνίας μεταξύ των μονάδων και αυξάνει τον πλεονασμό δεδομένων. Αυτή η μέθοδος δοκιμάστηκε στην ανακαίνιση του συστήματος καταχώρισης χρώματος και για σχεδόν ένα χρόνο, δεν υπήρξαν βλάβες επικοινωνίας στο σύστημα.
Εικόνα 3 Τρέχουσα τοπολογία δικτύου και αναβαθμισμένη τοπολογία δικτύου
Αυτό το άρθρο μελετά και αναλύει τις αρχές επικοινωνίας του συστήματος καταχώρισης χρώματος Oerlikon, διερευνά τις αιτίες των αστοχιών επικοινωνίας στο σύστημα και συνοψίζει τις λύσεις. Στο τέλος, επιλύθηκαν τα ζητήματα επικοινωνίας του συστήματος καταχώρισης χρώματος, μειώνοντας τις επιπτώσεις στην παραγωγή που προκαλούνται από προβλήματα επικοινωνίας στο σύστημα καταχώρισης χρώματος του εξοπλισμού και βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοση του εξοπλισμού. Οι συνομήλικοι με παρόμοιο εξοπλισμό μπορούν να ανατρέξουν σε αυτήν την προσέγγιση.