Współczesne obrabiarki komputerowo sterowane, tzw. CNC czyli Computer Numeric Control, pozwalają na podłączenie się do sieci teleinformatycznej. Lecz najczęstszym pytaniem jest: w jakim celu to robić?

Powodów, a raczej korzyści, z podłączenia obrabiarek do sieci jest kilka. Zasadniczo taka operacja pozwala zaoszczędzić czas i uniknąć szeregu niepotrzebnych – a czasochłonnych – czynności. Zobaczmy, co nam daje połączenie obrabiarek z siecią.

Zarządzanie cyklem przesyłu programów sterujących

Zdalne przesyłanie programów sterujących obróbką wykonywane z serwera technologia, zapewnia zarządzanie wersjami programów i tym samym śledzenia ich ewolucji oraz zmian. Zarządzanie wersjami programów sterujących w kodzie maszynowym, możemy otrzymać wprost z poziomu dobrego systemu CAM, jak też narzędzi do zarządzania plikami tzw. PDM lub cyklem życia produktu – PLM.

–        Przesyłanie programów sterujących poprzez sieć jest szybsze i pewniejsze oraz uniemożliwia uszkodzenie lub zniszczenie programu sterującego przenoszonego na nośniku, np. pendrive, lub zamianę pliku w wyniku błędu operatora,

–        Przesyłanie w postaci elektronicznej zleceń produkcyjnych, np. z systemu MRP lub MES, zapewnia wyświetlanie zlecenia produkcyjnego wprost na ekranie monitora lub tabletu.

Monitoring

Monitoring czasu pracy maszyn, pozwala zrozumieć zarówno wydajności maszyn jak i programów sterujących. Dobry system monitorowania zlicza wszystkie przestoje maszyny, zarówno te związane z cyklem produkcji, czy utrzymania ruchu jak i mikroprzestoje, co może przełożyć się na kilkunastoprocentowy wręcz wzrost wydajności. O ile jednak poważniejsze przestoje, np. serwisowe, możemy “wyłapać” na podstawie zwykłej obserwacji, o tyle mikroprzestoje oraz przestoje w cyklu produkcji bez odpowiedniego oprogramowania wyłapać już jest bardzo trudno…

Przewidywanie przeglądów

Przewidywanie przeglądów technicznych i odstawień roboczogodzin maszyn – usprawniając tym samym organizację produkcji oraz oparcie się o mierzalne czasu pracy maszyn i jej napędów a nie deklaratywne podawanie wartości z kart i zleceń produkcyjnych.

Ten aspekt, to dwa tematy w jednym; po pierwsze monitorując obrabiarkę otrzymujemy rzeczywiste obmiary roboczogodzin, a tym samym wiemy ile godzin w tygodniu lub miesiącu pracuje dana maszyna i kiedy powinna (po jakiej ilości godzin pracy) zostać poddana serwisowi lub jakie elementy powinny zostać wymienione. Monitoring obrabiarek umożliwia także optymalizację wykorzystania narzędzi skrawających a tym samym zmniejszenie ilości narzędzi skrawających w narzędziowni oraz optymalne ich użycie… a także planowanie ich regeneracji. Monitoring udowadnia, że dostępność maszyn, to główny czynnik, rzutujący na końcową wartość OEE – wskaźnik procentowy wyliczany się przez przemnożenie trzech składowych współczynników: dostępności, jakości i wydajności. A poprawnie obliczona dostępność OEE, to w głównej mierze efekt dobrze zmierzonych i sklasyfikowanych przestojów maszyn, czy linii prodyukcyjnej. Obserwacje pokazują jednak, że zdecydowana większość zakładów monitorujących OEE w dużej mierze przy wyznaczaniu przestojów, bazuje na danych wprowadzanych ręcznie.

Czy takim danym można do końca zaufać przy wyznaczaniu OEE?

(Overall Equipment EffectivenessCałkowita Efektywność Wyposażenia)

Nawet jeżeli założymy dobrą wolę osób wpisujących dane ręcznie, co jednak nie zawsze jest oczywiste, to pozostaje do odpowiedzi kilka kluczowych pytań:

–        Czy precyzyjnie i prawidłowo rejestrujemy czas przestoju,?

–        Czy operator rejestrujący przestój ma czas, by zrobić to w trakcie jego pojawienia się, czy może robi to na koniec zmiany, uzupełniając dane z pamięci?

–        Jaki realny wpływ mają na naszą linię mikroprzestoje, których człowiek nie jest w stanie zarejestrować, a które mogą wpłynąć nawet na kilkuprocentowy spadek OEE?

–        Czy potrafimy klasyfikować i rejestrować przyczyny przestojów oraz czy robimy to w czasie rzeczywistym czy może „hurtowo”, na koniec zmiany, czerpiąc dane z ulotnej ludzkiej pamięci?

Sieć i sieć, a nie w sieci

Sieć teleinformatyczna na hali produkcyjnej to nie jest sieć komputerowa w domu, do której podłączamy drukarkę, skaner i może jeszcze telewizor. Jej właściwe zaprojektowanie oraz topologia powinna uwzględniać zarówno założone do osiągnięcia cele (przesyłanie programów, monitorowanie, etc.) jak i bezpieczeństwo dostępu oraz użytkowania. Nie jest prawdą, że podłączenie obrabiarek CNC pozwala na ich dostęp z “dzikiego” Internetu, jednak to zależy wyłącznie od projektu topologii oraz zastosowanych rozwiązań oraz zabezpieczeń.

Zatem, raz jeszcze, sieć teleinformatyczna na hali produkcyjnej to nie sieć w biurze czy domu. Inny kontekst eksploatacji oraz zupełnie inne wymagania środowiskowe, wpływają na sposób jej projektowania oraz budowy. Zatem czym powinna się charakteryzować?

  1. Odpornością na prądy błądzące.
  2. Zwłaszcza, jeśli kable umieścimy w kanałach kablowych, gdzie biegnie okablowanie zasilające obrabiarki CNC. Można to osiągnąć poprzez zastosowanie ekranowanych kabli lub wykonania sieci w oparciu o światłowody.
  3. Stabilnością połączeń i możliwością zdalnego monitorowania całości infrastruktury.
  4. Nie zapominajmy, że sieć teleinformatyczna to wiele innych elementów, jak switche i koncentratory, routery, firewall, etc.
  5. Adekwatna przepustowość i czasy dostępu.
  6. Z powodu małych wymagań co do wielkości transferu sieć przemysłowa teoretycznie nie musi zapewniać najwyższych prędkości przesyłu. Trzeba jednak tutaj pamiętać, że w zależności od topologii sieci oraz oczekiwanych czasów odpowiedzi i tak zwykle, stosuje się relatywnie nowoczesne (a przez to kosztowne) rozwiązania. Poza tym sieci buduje się “na przyszłość”, nie na dziś i teraz…

Uwaga! Większość współczesnych systemów CNC jest standardowo wyposażona w karty sieciowe, jednak starsze wersje systemów CNC mogą wymagać dokupienia dodatkowej karty rozszerzeń lub extra licencji do niej np. Siemens Sinumerik.

Sieć “miedziana”

W przypadku decyzji o budowie sieci opartej o tradycyjne okablowanie, tzw. skrętką, trzeba pamiętać o zastosowaniu odpowiedniej jakości osprzętu. Standardem w chwili obecnej jest instalacji sieci 1000Base-T, czyli o prędkości przesyłu 1Gb/s. W tym wypadku sama przepustowość może mieć mniejsze znaczenie, jednak zastosowanie osprzętu na tym poziomie specyfikacji powinno zapewnić niższe czasy odpowiedzi oraz zwiększoną odporność na błędy. A co najważniejsze sprzęt pracujący z tą prędkością zwykle wymusza instalację w oparciu o okablowanie klasy F (czy też 7) w specyfikacji S/FTP (każda para w ekranie plus ekran obejmujący cztery pary) łączonych ekranowanymi złączami oraz uziemieniem. Samo to zwykle zapewnia zwiększoną odporność na elektromagnetyczne zakłócenia zewnętrzne.

Sieć światłowodowa

Sieć światłowodowa natomiast, zapewnia całkowitą odporność na samoindukcję, czy zakłócenia pochodzące z napędów i okablowania oraz na prądy błądzące. Ponieważ w ostatnich latach rozwiązania i urządzenia do budowy nowoczesnej sieci światłowodowej, stały się powszechnie dostępne, to koszt jej wykonania obecnie jest wyższy jedynie o 10-30% w stosunku do sieci opartej o okablowanie tradycyjne. Różnica cenowa jest mniejsza w przypadku zastosowań przemysłowych z racji konieczności zastosowania wyższej klasy komponentów w sieciach “miedzianych”, co nie jest konieczne przy urządzeniach sieci światłowodowej.

Zabezpieczenie dostępu

Oczywiście kluczową kwestią, poza technologią wykorzystywaną do budowy sieci, jest kwestia bezpieczeństwa. O ile kilkanaście lat temu zakup odpowiednich, programowalnych switchy sieciowych czy zapór ogniowych był wydatkiem niebagatelnym, o tyle teraz nawet podstawowe urządzenia dla rynku SOHO udostępniają technologie pozwalające na dowolne kształtowanie bezpieczeństwa oraz topologii sieci. Nie ma zatem żadnych problemów w dobórze komponentów, który pozwoli na całkowite odseparowanie ruchu sieciowego do maszyn na hali produkcyjnej, do podsieci dostępnej wyłącznie dla wybranych urządzeń, np. serwerów ERP, zarówno w sieci lokalnej (w tym samym obiekcie) jak i zdalnej, poprzez kanał VPN oparty o sieć internet. 

Słowo na koniec

Więcej informacji znajdziecie Państwo na stronie https://machine.report/. Służymy wiedzą i doświadczeniem zarówno w zakresie naszej podstawowej działalności – czyli monitorowania systemów CNC, jak i doradztwem w zakresie budowy i eksploatacji komputerowych sieci teleinformatycznych w przemyśle.Pytajcie….Report this