Acionamento inteligente na era da Indústria 4.0
Com o rápido crescimento dos aplicativos da Indústria 4.0, os fabricantes de máquinas estão sob pressão para usar menos pessoas para fornecer tempos de desenvolvimento mais curtos para máquinas avançadas. A necessidade de fornecer as informações necessárias para a tomada de decisões operacionais com dados em tempo real é crescente. A palavra-chave associada à Indústria 4.0 é conectividade (conexões entre todos os participantes do processo produtivo), mesmo em fábricas que ainda não aplicaram a Indústria 4.0. É importante que os componentes ou sistemas sejam pelo menos compatíveis com os requisitos da Indústria 4.0 e que possam conectar-se e comunicar-se com redes internas e externas.
Embora seja fácil de implementar com novos componentes, não é realista substituir todos os sistemas existentes para garantir a compatibilidade. Isto levou ao desenvolvimento de uma variedade de dispositivos que fornecem pelo menos uma conexão básica a um sistema Industrial 4.0 sem afetar a lógica de automação. O desenvolvimento do drive permite que os fabricantes configurem diversas funções por meio de tecnologia integrada que elimina a necessidade de CLPs externos, refletindo as alterações feitas nos drives da geração anterior que oferecem funcionalidade limitada.
Não é necessário PLC externo
Os sistemas de acionamento modernos têm sido suficientemente inteligentes para realizar deslocamento posicional e controle de velocidade. A implementação destas funcionalidades é tão simples como visualizar um email através de um telemóvel. Outra expectativa que a Indústria 4.0 traz é que o sistema de acionamento possa capturar dados sobre a funcionalidade e o desempenho da máquina, depois configurar os dados e apresentá-los ao mundo externo.
Os fabricantes avançados de drives podem configurar uma variedade de recursos por meio de tecnologia integrada que elimina a necessidade de controladores lógicos programáveis (CLPs) externos. Por exemplo, os servodrives mais recentes incluem o sistema operacional do controlador programável da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) 61131-3. Isto reflete as alterações feitas na geração anterior de drivers que forneciam funcionalidade limitada.
Leva algum tempo para compreender completamente as implicações desses avanços nos drives, mas os drives inteligentes atuais têm a capacidade de resolver desafios de controle em tempo real, o que é um aspecto importante da Indústria 4.0. O PLC é removido e o acesso direto ao drive elimina intervalos de tempo e otimiza o tempo de ciclo e a consistência do produto.
Mantenha-se sincronizado
Mesmo que um sistema de acionamento contenha uma determinada ferramenta ou bloco de função para solução de problemas, ele ainda enfrenta o desafio de sincronizar vários movimentos em uma máquina. No caso em que o sistema de barramento utilizado é incerto, a solução que pode ser utilizada é permitir que os inversores se comuniquem sem a necessidade de retornar ao sistema de controle central. É aqui que o sistema de barramento determinístico como o SERCOS III é independente. Um sistema determinístico não é um pré-requisito necessário para a aplicação da Indústria 4.0. A unidade pode armazenar dados em tempo real e enviá-los ao sistema upstream de maneira não determinística.
Agora que há uma variedade de ferramentas avançadas disponíveis na unidade, é importante escolher a ferramenta certa. O objetivo deve ser permitir que programadores construtores de máquinas sem experiência específica acessem e usem esses recursos. Recomenda-se a utilização de blocos funcionais CLP testados e testados que podem ser utilizados com CLPs sob a norma IEC 61131-3 e podem até ser combinados com programação em lógica ladder.
Atualmente existe uma grande variedade de blocos funcionais disponíveis que podem ser selecionados para cada aplicação. O que eles podem fazer é coletar informações de localização na correia transportadora, controlar a máquina de bobinagem, controlar o registro de circuito fechado e até mesmo criar trajetórias de movimento completas para cortadores e seladores transversais.
Crie uma IHM
A Interface Homem-Máquina (IHM) é outro componente importante da Indústria 4.0. No passado, a criação de interfaces para máquinas e operadores exigia a intervenção de um PLC central e de um sistema de barramento para enviar informações e variáveis críticas de configuração da máquina ao drive. As informações de diagnóstico e status da máquina são reimportadas para o CLP antes de serem exibidas na IHM.
Embora os sistemas de barramento modernos possam fazer isso, pode exigir muito trabalho de programação e pode ser desnecessário quando o sistema de acionamento contém todas as informações necessárias. Para resolver este problema, muitos sistemas de acionamento contêm todas as ferramentas necessárias para criar uma IHM. Em alguns casos, o PLC central pode não ser necessário porque o conversor pode utilizar uma gama completa de entradas e saídas, que foram previamente ligadas ao PLC.
O fator chave que deve ser controlado é o tempo necessário para configurar e depurar a máquina. Os drives inteligentes agora oferecem diversas ferramentas que reduzem o tempo de inicialização por meio do movimento otimizado do eixo e da sincronização do processo.
Essas ferramentas de início rápido foram projetadas para movimentar o inversor nos estágios iniciais do comissionamento da máquina, mesmo quando o software de controle da máquina ainda não foi instalado no sistema. O resultado é um teste rápido e fácil do desempenho mecânico da máquina usando apenas ferramentas básicas de TI, como celulares ou tablets.
Ajuda a manter
Os sistemas de acionamento inteligentes podem participar de estratégias de manutenção proativa, pois são fornecidos com um conjunto completo de ferramentas essenciais que podem executar funções críticas de manutenção preditiva, minimizando o esforço adicional de programação. Este software pode ser configurado para monitorar continuamente o status do desempenho da máquina e do processo em tempo real. Isso inclui análise de forma de onda por meio da análise de mudanças de temperatura, bem como verificação de folga, aumento de atrito ou sobrecarga do processo.
Caso ocorra uma condição de falha, um código é gerado e enviado à IHM. Se você encontrar um problema crítico que exija que a máquina pare de funcionar, você poderá tomar decisões dentro do inversor para minimizar o risco de perda de produção e danos à máquina.
Industry 4.0 fornece maior poder de processamento e funcionalidade aprimorada para unidades inteligentes. Isso traz mais oportunidades para as empresas de manufatura otimizarem a programação, a produção e a manutenção. Como em muitos casos os requisitos do PLC são reduzidos ou até deixam de ser necessários, máquinas mais avançadas podem ser criadas em menos tempo.
