תכנון סטנדרטי עם תכנון בהתאמה אישית

מאז יצאו לשוק מערכות I/O המודולריות הניתנות להתקנה על מסילות DIN בשנת 1995, מהנדסי אוטומציה התרגלו לנוחות העבודה עם פתרון זה. טרמינלי EtherCAT, אשר מאפשרים להגדיל באופן דרמטי את ביצועי השידור, היו בשימוש נרחב מאז שנת 2003. איזו סיבה יכולה להיות ליצרן מכונות שבגללה הוא יחשוב על החלפת מערכות I/O מותאמות להתקנה על פסי DIN שנבחנו בפעולה ונבדקו? “חייב להיות גורם מעורר חיצוני כלשהו” אומר מיכאל יוסט, מנהל מוצר בחברת Beckhoff. במערכים של מכונות בהיקף גדול, גורם כזה יכול להיות לחץ המחיר, מאחר שחיווט המכונה מהווה את החיבור הרגיל שבין מערכת I/O לבין רמת החיישן או האקטואטור. רבים מבין יצרני המכונות משתמשים בפתרונות ברמת המעגל שפותחו ויוצרו “בבית”, והיו מעונינים להסתדר בלעדיהם בעתיד. גורם מעורר חשוב אחר הוא צמצום למינימום של הסיכון לשגיאה. “יצרני מכונות בסדרות מעונינים שפתרונות האוטומציה שלהם ישוכפלו באופן אמין”, מציין יוסט. זמן יכול להיות גורם נוסף – על אף שחיווט ידני בארונות בקרה מציע את הגמישות המרבית, הוא מועד לשגיאות וצורך זמן רב. חיפוש אחר פתרונות אחרים עבור יצור של מכונות בכמויות קטנות עד כדי 50 יחידות בשנה יכול להשתלם.

“דנו בנושא הזה באריכות רבה עם הלקוחות שלנו”, נזכר יוסט. “לדעתנו, מעגלים המיוצרים בהתאמה אישית מלאה אינם הפתרון המתאים, מאחר שמוצרים סטנדרטיים תמיד מציעים יתרונות. “לפי דברי יוסט, הגורם שהיטה את הכף לכיוון של פיתוח טרמינלים עבור מעגלים מודפסים היה פרויקט שביצע יצרן מכונות גדול באירופה. מצד אחד, הם היו מעונינים מאוד להבטיח יכולת ייצור מהיר במפעל שלהם בסין, ומצד שני הם רצו לצמצם את הפיתוח הפנימי שלהם, שכן זה לא היה חלק מליבת העסקים שלהם. “כ-800 יחידות של המכונה המדוברת מיוצרות מדי שנה”, אמר יוסט. “עבור הפרויקט הזה, היה חשוב לשמור על מבנה רתמת הכבלים, במיוחד בגלל המפעלים בסין”.

פלטפורמה ניתנת לשדרוג ואסטרטגיית מודולים

התוצאה היא אסטרטגיה של פלטפורמה ומודול שניתנים לשדרוג, אשר משלבים באופן מושלם את היתרונות הטמונים בפתרון במעגל מותאם אישית עם אלו של תקני מערכת טרמינלים.

המשתמש יכול לבחור במודולי EJ מטווח מוצרים שלם. “אפשר לומר שהחיווט של המודול הבדיד מועבר אל מעגל הפצת האותות”, מציין יוסט. “כך מובטח שהאיכות תישמר באופן עקבי עבור כל מכונה ויימנעו השגיאות הנפוצות הקשורות לחיווט האינדיבידואלי של כל אחד מהטרמינלים.” טורסטן בודה, מנהל פרויקט בחברת Beckhoff, מוסיף: “המודולים הסטנדרטיים מוצבים במעגל שמותאם אישית. בסיכומו של דבר, מצרפים את כל חלקי הפתרון יחד, ומקבלים פתרון שפועל כמו התקן לביצוע קונפיגורציה אוטומטית”.

הודות למכניקת הקידוד של מודולי EJ, הסיכון לטעויות “חיווט” נמנע. גם אנשי צוות ללא ידע של מומחים יכולים לחווט את המכונה בצורה נכונה. אפשרות זו מעניינת במיוחד את החברות שלהן יש אתרים ברחבי העולם. “החיסכון בזמן בייצור, בהכשרת כוח העבודה, וכן בבדיקות הוא עצום”, מוסיף יוסט.

בודה מציין יתרון נוסף: “מבחינה פונקציונלית, סדרת EJ מבוססת ב-100 אחוזים על טרמינלי EtherCAT ועל מודולי התיבה EtherCAT. מאחר שכל הפונקציונליות כבר קיימת במערכת טרמינלי EtherCAT, היה צריך פשוט לשלב את ההתקנים האלו בסדרה החדשה, על פי דרישות הלקוחות”.

עבור יצרני מכונות בסדרות ויותר “המניע לשימוש בסדרת EJ יכול להיות שונה בתלות בכל מצב”, אמר יוסט: “הסיבות האפשריות כוללות מניעת שגיאות, חיסכון במקום והפחתת עלויות העבודה. כמויות הייצור שמהם השימוש בסדרת EJ מציע החזר מהיר על ההשקעה (ROI) עבור יצרני מכונות בסדרות, יכול לנוע בין 50 ל-500 יחידות בשנה”.

בודה מבקש להעביר את ההודעה הבאה למשתמשי מערכת הטרמינלים EtherCAT אשר מעונינים במעבר לפתרון החדש הזה: “את מודולי התוכנה אפשר להחליף ביניהם באופן מלא, על אף שיש צורך באופן חשיבה חדש, כאשר מדובר בחומרה”. למשל, ביזור פוטנציאלי כבר אינו נדרש בארונות הבקרה.

“חברת Beckhoff מספקת את מעגל הפצת האותות,” מציין יוסט. “אנחנו מספקים גם מדריך לתכנון, כך שלקוחות שלהם יש המומחיות המתאימה, יכולים לפתח את המעגל בכוחות עצמם”. פיתוח מעגל הפצת האותות הוא השקעה חד פעמית, כזו שבדרך כלל משתלמת תוך שנה אחת, הודות לחיסכון בזמן שהוא מביא עמו.

עם זאת, מערכת EJ מספקת יתרונות נוספים: אחת הדוגמאות לכך היא ההתקנה הפשוטה יותר בארונות הבקרה, שנעשית בעזרת מחברים סטנדרטיים או עם מחברי IP 67. “את המחברים מלחימים ישירות אל לוח המעגל, שנתקע בשני הצדדים שלו, עובדה שחוסכת עוד בזמן ההתקנה. “כל זאת הופך את תוכו של הארון לבעל מבנה חכם יותר ומסודר יותר”, אמר יוסט. “כתוצאה מכך, קטן המאמץ הנדרש לתחזוקה, וכך יש גם אפשרות למקם ממסרים נוספים על גבי המעגל”, מוסיף יוסט. “באופן כזה נחסכים שירותי התקנה נוספים וחומרה אלקטרונית”.

 

גמישות ביחס לבקשות לשינויים

אפשר להתחשב בקלות בבקשות לשינויים שמגיעות בהמשך, הודות לגמישות הרבה של מערכת EJ. במונחים של חומרה ושל תוכנה, אפשר לשלב באופן חלק את סדרת EJ עם טרמינלי EtherCAT ועם מודולי התיבה EtherCAT. “כל שנדרש הוא, רק לחבר כבל נוסף להתקן הצימוד EJ”, כך על פי בודה. באופן כזה אפשר לממש בעלות כדאית חלקים ייחודיים ליישום, שיש להם חשיבות ועם זאת הם נדרשים לעתים רחוקות.

אפשרות נוספת היא לספק חריץ התקנת EJ מודולרי, כך שיהיה קל לממש הרחבות בעתיד. אפשרות שלישית כרוכה בשימוש במודול “שומר מיקום” שאותו אפשר יהיה בהמשך להחליף במודול פונקציונלי לפי הצורך. באופן כזה אפשר להשתמש במעגל הפצה משותף עבור יישומים שונים.