חיווט חכם – הפתרון לשקיפות נתונים במפעל הגדלת הפרודוקטיביות, הזמינות היעילות והכדאיות הכלכלית של מכונה

הדרישות של ימינו

אילוצי העלויות הגדלים והולכים בשילוב החרפת התחרות, האינטרנציונליזציה והגלובליזציה, משפיעים על הפעילות ההנדסית בדיוק כמו גורמים רבים אחרים. הסוגיות הללו ממקדות את תשומת הלב בנושא עלויות התפעול בענפי הייצור והעיבוד, מאחר שלרוב מכונות פועלות במשך עשורים ולא רק שנים בודדות. כתוצאה מכך, עלויות התפעול עולות במהירות על הוצאות הרכש: בתקופה של עשר שנים נמצא שלעתים קרובות הוצאות התפעול גבוהות פי חמישה עד פי עשרה מעלויות ההשקעה.

התייחסות להוצאות בשלמותן

כדי להשיג מכונה כדאית מבחינה כלכלית, יצרני המכונה והמפעילים צריכים לקחת בחשבון את כל ההוצאות החלות לאורך מחזור החיים של המכונה. גישה זו כוללת כמובן את עלויות הרכישה וההתקנה, אך יש להתחשב גם בהוצאות האנרגיה. הפחתת צריכת האנרגיה היא דבר מעשי, אך לא רק מסיבות מסחריות, אלא גם משיקולי הציות לחוק: נושא זה מקבל מקום מרכזי הולך וגדל בתקנות המשפטיות. בנוסף, הגדלת היעילות האנרגטית מסייעת להגן על משאבי הסביבה שלנו. לצורך הפחתת צריכת האנרגיה והגדלת היעילות האנרגטית, יש לתעד ולנתח את האנרגיה המסופקת למכונה כולה ואת צריכת האנרגיה של חלקיה ורכיביה השונים, ולאחר מכן לבצע אופטימיזציה של האנרגיה. מכשיר חשוב בהקשר זה הוא מערכת שיטתית לניהול אנרגיה.

מניעת השבתות

גורם עלות חשוב נוסף במחזור החיים של מכונה הוא עלות השירות והתחזוקה – ובמקרה הגרוע ביותר, עלות זמני השבתת הייצור. כתוצאה מכך החשיבות של ניטור מצב (או ניטור סטטוס) המערכת הולכת וגדלה. גישה זו מבטיחה את אמינות ההפעלה של המכונה, ולא פחות חשוב  – יכולה גם להגדיל את היעילות האנרגטית. תהליך הניטור מבוסס על רישום של מצב המכונה במרווחי זמן קבועים או מדידה וניתוח שוטפים של פרמטרים פיזיקליים כגון זרם פעולת המנוע, טמפרטורה, רמת מילוי ונתוני סביבה. בסביבה התחרותית של ימינו, בדרך כלל אי אפשר להמשיך להסתפק במתן מענה לתקלות. הוצאות זמני ההשבתה של הייצור, איתור הבעיה ופתרון התקלה של מכונה אחת בלבד עלולות להצטבר במהירות לסכומים ניכרים. לפיכך, תחזוקה יזומה (או מונעת) ממלאת תפקיד חשוב מאי-פעם בהפעלה של מכונות. אחסון, ניתוח והערכה של נתונים הקשורים לסטטוס ההפעלה של המכונה יוצרים תשתית לחיזוי פגמים פוטנציאליים בחלקי המכונה ורכיביה ומאפשרים לתכנן את התחזוקה ולבצע אותה עוד בטרם תתרחש תקלה שתשבית את המכונה. מזעור של זמני השבתה לא צפויים ומכאן של גירעונות ייצור הנובעים מכך, יביא לגידול בזמינות ובפרודוקטיביות של המכונה, ובמקביל להקטנת הוצאות השירות והתחזוקה.

השבחה ושדרוג מבטיחים פרודוקטיביות

דרישות עשויות להשתנות במהלך תקופת הפעלה ממושכת של מכונה מסוימת. כדי להבטיח שהמכונה תמשיך לעמוד בדרישות, יש צורך בהתאמות ובשדרוגים באופן שוטף. לפיכך יש טעם מעשי לקיים אסטרטגיה המאפשרת לשלב במכונה מודולים ורכיבים חדשים בצורה קלה ופשוטה. נוסף לכך, התיישנות הרכיבים גורמת לירידה בביצועי המכונה, לעלייה בתדירות התקלות ולגידול בהוצאות התחזוקה. לכן, יש יתרון רב ליישם אמצעי השבחה כגון החלפת הינעים ובקרים ישנים תוך השבתה מינימלית של המערכת. על ידי התקנת רכיבים חדשים אפשר לשדרג מכונה בת 15 ואפילו 20 שנה ולהפוך אותה לחדשה במונחים של פרודוקטיביות וזמני השבתה.

שקיפות עד רמת החיישן

הגידול בדרישות לניהול אנרגיה, ניטור מצב ותחזוקה חזויה, מעלה את עומס העבודה הקשור לניטור וניתוח של תהליכים. דרושה כמות הולכת וגדלה של נתונים כדי לתמוך בקבלת החלטות ובמערכי חיזוי לגבי מצב המכונה: מידע על צריכת החשמל, הסטטוסים של המכונה, זמני המיתוג ונתונים רבים נוספים אמורים לספק מבט מקיף ככל האפשר של מצב המכונה. התייחסות לשרשרת התהליכים הכוללת הכרחית לזיהוי מוקדם של סטטוסים קריטיים וסטיות משמעותיות מהמצב הרגיל ולמניעת השבתות. עם זאת, גישה זו מצריכה שימוש בכמות עצומה של נתונים שתועדו בעבר באופן שגרתי  – לא רק נתוני סטטוס של רכיבים אלקטרוניים מורכבים, כגון בקרים והינעים, אלא מידע שנאסף מחיישנים, התקני מיתוג, לחצנים או פריטי ציוד נוספים ברצפת התפעול.

רמת שקיפות זו במכונה, שמגיעה עד חיישן הבודד, עומדת גם בקריטריוני Industry 4.0. מכונות העתיד יורכבו ממוצרים ‘חכמים’ שמשדרים נתונים רלוונטיים, מקבלים החלטות ברמה המקומית, יוצרים קשר עם מכללים נוספים במכונה ובסופו של דבר מחוברים לאינטרנט של הדברים IOT. בזכות חילופי מידע בצורה שקופה ככל האפשר בין אתרי ייצור עולמיים מצד אחד, ובין ישויות מסחריות ושרשראות הספקה מצד שני, מפעילי מכונות יוכלו לגבש את כל הנהלים המסחריים שלהם ביתר יעילות ולהפעיל את המכונה תוך חיסכון מרבי במשאבים. דבר זה יעניק יתרון ברור בסביבה התחרותית העולמית.

עם זאת, אסור שהצורך במערך קישור מתקדם של המכונה עם מספר רב של רכיבים חכמים תומכי תקשורת יגרום להארכת לוחות הזמנים של הפרויקט. נהפוך הוא: בעולם של תהליכי הגלובליזציה, אילוצי הזמן והתקציב מתגברים אפילו בשלב תכנון הפרויקט. יש הכרח לתכנן מכונות, להתקין אותן ולהעבירן לשלב תפעולי בלוחות זמנים הולכים ומתקצרים.

המצב הנוכחי: חיווט יקר ועומק נתונים בלתי מספיק

במכונות של ימינו, האוטומציה מיושמת לעתים קרובות לא רק בבקר מתוכנת (PLC) אחד, אלא בבקרים רבים. התקנים אלה מחוברים למתנעי מנועים, ווסתי מהירות, מתנעים ‘רכים’, לחצנים ומערכות בקרה חדשניות המותקנות בשטח בארונות מיתוג. כל הרכיבים המוזכרים מעלה מותקנים בדרך כלל באמצעות מערכות fieldbus או חיווט בקרה מורכב מנקודה-לנקודה, ושניהם מועדים לתקלות במהלך ההתקנה וגם בעת המסירה ללקוח ובשלב התפעול. תכנון ויישום טכנולוגיה מסוג זה עדיין מצריך הוצאות גבוהות יחסית בתוך לוח המיתוג ומחוץ לה.

שקיפות הנתונים מגיעה עד להתקן הפשוט ביותר

בדרך כלל, רק ציוד מורכב יותר כולל מערך אלקטרוני עצמי שמאפשר לתעד נתונים ולעתים אפילו לעבד אותם מראש. וסתי מהירות והינעי סרוו, למשל, מספקים מגוון נתונים, המסוגלים לתקשר באמצעות כל מערכות fieldbus ולעתים קרובות כוללים יחידת זיכרון חיצונית ויכולת עיבוד נתונים. הם עונים לכל הדרישות של שקיפות נתונים גבוהה של מכונה וכוללים את כל הדרוש כדי להגיב כ’רכיבים חכמים’ במערך המבוסס על Industry 4.0. המצב שונה לגבי מספר רב של רכיבים שחוברו בעבר באמצעות חיווט בקרה מהסוג המקובל אל יחידות קלט/פלט של מערכת הבקרה הנוכחית. גם במקרה זה רצוי להגדיל את כמות הנתונים המתקבלים, אך לרוב אין הדבר אפשרי עקב עלויות גבוהות או שניתן להשיג זאת רק בהשקעת מאמץ רב. לדוגמה, אם מפעיל מעוניין לעבד מידע ייחודי באשר לסיבת ההתנתקות של מתנע ידני או מפסק אוטומטי (עומס יתר או קצר), יש להתקין מתגי עזר והתקני קלט דיגיטליים עבור מערכת הבקרה ולחווט אותם לכל אחד מסוגי הנתונים.

הגדלת היקף המידע מצריכה ציוד נוסף

כדי להגדיל את הזמינות ולהקטין את הוצאות התפעול, יש לצייד את המכונות באמצעים שיאפשרו ניטור תהליכים מקיף ויכולות ניתוח. לשם כך דרוש ציוד נוסף שמסוגל לתעד את הנתונים הדרושים או ליצור ולהעביר אותם ליעדם. הדבר מצריך שדרוג משמעותי של התשתית, כולל הוספת רכבים וחיבורם למערכת הבקרה. כתוצאה מכך, תהליך התכנון הופך מורכב יותר, התכן הכולל של המכונה מסתבך, והפוטנציאל לתקלות גדל. שדרוגים כאלה גם מגדילים את הצורך ביחידות קלט/פלט למערכת הבקרה  – אך ייתכן שאין די מקום עבורם בארון המיתוג. בהיעדר גרסה חכמה התומכת בתקשורת עם התקנים ‘פשוטים’, מפעילי המכונה יאלצו לקבל החלטה לחדש את כל מערכת האוטומציה או להשלים עם מצב של חוסר אפשרות לבצע ניתוח מקיף של כל חלקי המכונה, על אף המחיר הגבוה הכרוך בכך.

מערכת חיווט ותקשורת חכמה

טכנולוגיה המציעה פתרון לסוגיות שתוארו לעיל, חייבת לענות על מספר קריטריונים:

יכולת מקומית לביצוע תיעוד וקדם-עיבוד של מידע

יכולת לתקשר כדי להעביר את המידע האמור

מידות מינימליות כדי לאפשר שילוב בהתקנים קומפקטיים, כגון לחצנים ומתגי עזר

ישימות אוניברסלית בזכות אינטגרציה במערכות fieldbus תעשייתיות קיימות

מחיר סביר כדי להצדיק את השימוש בה אפילו בציוד המיתוג הפשוט ביותר.

התקנים חכמים אינם דורשים חיווט מנקודה-לנקודה וגם אינם זקוקים לחיבור למערכת בקרה באמצעות מערכי fieldbus יקרים. מערכת החיווט החכמה מאפשרת אינטגרציה ישירה של התקנים המקושרים עם מערכת הבקרה המרכזית או בסביבת התקשורת הקיימת של המכונה. לחצנים שנמצאים בשימוש תכוף וכן מגענים (contactors) ומתנעי מנועים ידניים או מפסקים אוטומטיים הם הרכיבים הלוקחים חלק במערך זה. ואולם, טכנולוגיה זו אינה מוגבלת לחיבור של רכיבים דיגיטליים פשוטים: ניתן אפילו לחבר בקלות התקנים שמספקים נתוני תהליכים דיגיטליים ואנלוגיים, כגון מתנעי מנועים ידניים עם התקני מדידה אלקטרוניים, מתנעים ‘רכים’ או ווסתי מהירות. ניתן לשדר בקלות את הנתונים המתועדים על ידי כל ההתקנים הללו למערכת בקרה שנמצאת במדרג גבוה יותר. נוסף על כך, מערכת חיווט ותקשורת חכמה יכולה במקביל לספק חשמל לציוד ולבטל את הצורך באספקת חשמל נוספת של 24 וולט. ניטור רציף של חיבור התקשורת גם מספק מידע באשר למוכנות הפעולה של רכיבים, מידע שכיום אינו זמין כלל להתקני מיתוג רבים.

היתרונות של מערכת חיווט חכמה מסוג זה נראים לעין גם מחוץ לארון המיתוג, ובמיוחד: ניתן לשלב בקלות עד 99 התקנים עם סינוף באורך מרבי של 600 מטר. המערכת מאפשרת לחווט במהירות אפילו מכונות גדולות הכוללות מאות חיישנים. היתרון ברור: במקום לפרוס קווי בקרה מארונות בקרה מרכזיים או מבוזרים עד לחיישן המסוים, החיישן מחובר בעצמו באופן ישיר למערכת התקשורת באתר. אם יש צורך בשדרוגים בהמשך, ניתן לשלב מודול חדש בקו התקשורת ולהתקין חיישן חדש. רכיבים חכמים  – כגון מתנעי מנועים או מפסקים אוטומטיים עם יחידות ניתוק אוטומטיות, מתנעים ‘רכים’, ווסתי מהירות בעלי רמת הגנה גבוהה או מארז קומפקטי מתאים  – מתחברים ישירות למערכת החיווט החכמה. עם זאת, בשני המקרים, יש להציב את ההתקנים בשטח בנקודה המסוימת שבה הם מהווים מכלול פונקציונלי יחד עם המנוע. ניתן לבטל כמעט לחלוטין את השימוש ברכיבי fieldbus יקרים בעלי רמת הגנה גבוהה ולהקטין משמעותית את החיווט הצולב הקונבנציונלי או אפילו להחליפו לחלוטין.

ערך מוסף במהלך מחזור החיים כולו

שימוש בטכנולוגיה זו מספק ערך מוסף מוחשי לאורך כל מחזור החיים של המכונה. בשלב התכנון ההנדסי, קל ומועיל יותר לתכנן יחידות לוגיות, דבר שיכול להפחית עד 70% מעומס העבודה בתכן הפרויקט. בשלב המעבר לשימוש תפעולי, יצרן המכונה נהנה מחיסכון משמעותי בעת חיווט המערכת. ניתן להפחית עד 85% מעומס העבודה של החיווט, הבדיקות והמעבר לשימוש תפעולי. במקביל, ניתן למנוע כמעט לחלוטין שגיאות חיבור הודות להתקנה הפשוטה של המערכת. עומס העבודה של שדרוגים והשבחת המערכת קטן גם הוא באופן משמעותי בזכות מערכת חיווט ותקשורת חכמה מסוג זה. ההתקנים החדשים מתחברים בצורה פשוטה באמצעות מחברי תקע ומוגדרים בלחיצת כפתור  – בדומה לתהליך בשיטת הכנס-הפעל. גישה זו ממזערת את עומס העבודה ההנדסי ואת זמני ההשבתה, ושניהם מופחתים בסופו של דבר באופן משמעותי לעומת שיטות המבוססות על חיווט מנקודה-לנקודה. אפילו בעת ההפעלה השוטפת, יצירת ‘מכלולים פונקציונליים’ בשטח מעניקה יתרונות מובהקים בכל הנוגע לשירות ותחזוקה של מכונות. במקרה של תקלה, החלקים הפעילים של המכלול (ההינע והמנוע) ממוקמים זה לצד זה. הדבר מבטל את המסלולים הארוכים בין ארון המיתוג לבין המנוע. ניתן לאבטח את ההינע מפני הפעלה חוזרת ישירות באתר ולהקטין את הסיכון לתאונות שעלולות לקרות לטכנאי השירות. בסיכומו של דבר, מערכת חיווט חכמה יכולה להפחית עד 30% מעלות מחזור החיים של מתקן חשמל, משלב תכנון הפרויקט ועד השירות ותחזוקת המערכת.

הבסיס ל-Industry 4.0

מערכת חיווט ותקשורת חכמה מאפשרת להפוך רכיבים פשוטים, כמו מתגים ויחידות בקרה במכונות, להתקנים תומכי תקשורת. דרך ‘האינטרנט של הדברים’, הם מסוגלים לספק את הנתונים הדרושים בזמן אמת באמצעות שירותי ענן, כגון ניהול אספקת חשמל או ניטור מצב. אם רכיבים אלה כוללים גם יכולות עיבוד עצמאית, בין שהיא מוטבעת בהם או בשילוב עם מערכת התקשורת, הם יכולים להפוך ל’רכיבים חכמים’ שמסוגלים אפילו להשתלט על משימות מבוזרות ועצמאיות  – הבסיס לכניסה לעולם ה-Industry 4.0. הפצת טכנולוגיה זו במחיר כדאי עד לרכיבים הפשוטים ביותר מהווה גורם מכריע בהשגת היעד של Industry 4.0: פישוט משמעותי של תהליכי הייצור באמצעות הקצאה אוניברסלית (דהיינו, לא תלויה ביצרנים מסוימים) של יכולות ייצור במסגרת ‘המפעל החכם’.

כדי לאפשר ליצרני המכונות ולמפעלים את החופש המרבי האפשרי לפתח את היישום שלהם, Eaton שמה דגש מיוחד על טיפוח של ארכיטקטורה פתוחה עבור הפתרון שלה. מערכת החיווט החכמה יכולה להתחבר באמצעות שערים (gateways) לכל מערך fieldbus תעשייתי קיים, מ-Profibus DP, Profinet, CANopen ומ-  Ethernet/IP אל Modbus TCP, Powerlink ו-EtherCAT. אפילו אם יצרן המכונה ישנה את עקרון הבקרה בעתיד, אין צורך לתכנן מחדש את ההתקנים בשטח או את מערך החיווט  – בדרך כלל די להחליף את השער (gateway). כך ניתן לתמוך בתקני תקשורת חדשים כגון OPC UA אפילו כיום.

ניסיון מעשי

פתרון החיווט והתקשורת החכם נוסה ונבדק ביישומים רבים, כולל באלו המוצגים בדוגמאות הבאות:

הגנה על מנועים  – גילוי אמין של סטטוסי פעולה

במסגרת השדרוג של מכונת החול והחצץ עבור מגרסת Lorüns ומפעל הניפוי, Keckeis מ- Rankweil שבאוסטריה השתמשו במערכת החיווט החכם SmartWire-DT עם מתנע ידני אלקטרוני PKE של Eaton. שימוש במערכת זו יחד עם מתנעים ידניים של PKE מאפשר לממש ניטור הינעים מתקדם: ניתן למפות ולנתח באופן רצוף את זרם המנוע הקיים, ללא צורך להשקיע בטכנולוגיית קלט/פלט יקרה מאוד.

בקר מנוע קונבנציונלי עם מתנע ידני ומפסק אוטומטי מאפשרים להסתמך על סטטוסי המיתוג של שני הרכיבים (ON) כדי להניח הנחות עקיפות לגבי מצב הפעילות או לזהות מצב השבתה. אולם כדי לקבל משוב ממשי ומהימן, דרוש פתרון חומרה נוסף, הכולל חיישן מהירות, ממסר העברת עומס ועוד. בנוסף, ההינע מנותק ללא התראה מוקדמת במקרה של עומס יתר עקב חריגה מערך הזרם שנקבע ונשלח אות תקלה, כדי להגן על המנוע מפני נזק. הדבר גורם לשיבושים לא מתוכננים שמשפיעים על שיקולי זמן ועלות.

בדיוק כאן מתגלה היתרון הגדול של מערכת החיווט והתקשורת החכמה בצורה ברורה: SmartWire-DT מאפשרת להבחין בין סטטוסי הפעולה השונים על ידי הערכת זרם הפעולה השוטף במגרסת Lorüns ובמפעל הניפוי: motor switched off (המנוע כבוי), idling (פעולת סרק), operation (בפעולה), overload (עומס יתר) ו- fault(תקלה). ניתן לתכנת באופן חופשי את ערכי הסף השונים ואת משך התגובה ולהגדירם באופן יחידני לכל משימת הינע. באופן זה, מפעיל המכונה יכול לזהות בהקדם תקלות צפויות ולהתערב בתהליך הייצור מבעוד מועד, לפני שהוא מופסק ללא צורך.

ניטור תהליכים – אבחון מרחוק – Acque del Basso Livenza S.p.A באיטליה מפעילה אחד ממפעלי הטיפול השפכים הגדולים ביותר בעיר Portogruaro ובכל פרובינציית Pordenone, באופן שוטף ואוטומטי לחלוטין. תקלות במנועים ובמשאבות במפעל מדווחות לטכנאים מרוחקים, שנמצאים בכוננות 24 שעות ביממה. הליך תיקון תקלות זה פגע לעתים קרובות בעבר בפרודוקטיביות של מפעל הטיפול, הטיל עליו הוצאות משמעותיות במונחים של כוח אדם וגם גרם להשבתות ששיבשו את שגרת העבודה. לכן, החברה בחרה להתקין מתנע ידני אלקטרוני מדגם PKE של Eaton בשילוב עם SmartWire-DT.

בזכות טכנולוגיה מתקדמת זו, הטכנאים מקבלים מעתה מידע מפורט על המפעל בהודעת טקסט או בדוא”ל. באפשרותם לקיים אינטראקציה מרחוק עם המכונה באמצעותVirtual Network Computing (מיחשוב רשת וירטואלי, VNC) ולעקוב אחרי צריכת הזרם של כל מנוע בזמן אמת, למשל. אם הסיבה לעומס היתר או התקלה הטכנית נקבעה ותוקנה, ניתן להחזיר את ההינע לפעולה באמצעות מסך המגע של מחשב לוח או סמארטפון.

התקנת פתרון זה הפכה את תהליך התפעול של Acque del Basso Livenza לפשוט בהרבה. כיום, ניתן לפתור את רוב הבעיות מרחוק, והטכנאים פנויים למשימות אחרות. התוצאה: הגדלת היעילות והפרודוקטיביות.

השבחה  – התקנה מהירה ושדרוגים גמישים

Heimerle + Meule, מפעל זיקוק כסף וזהב בגרמניה, הטמיע שיטת אוטומציה חדשה בתהליך הזיקוק, לאחר שריפה שפרצה במקום. במערכת שולבו שש יחידות בקרה של Eaton עם מסכי מגע (HMI/PLC) מהסדרות XV-102 ו-XV-152. יחידות אלו מתקשרות באמצעות SmartWire-DT עם ציוד מיתוג כגון מתניעי PKZ, מגעני DIL או מתנע רך DS7, כמו גם עם לחצנים שונים מסדרת RMQ Titan. הרשת כוללת 300 התקני SmartWire-DT בסך הכל. כל ממשקי האדם-מכונה/בקרי ה-PLC נגישים ישירות באמצעות רשת Ethernet ממחשב מרכזי אחד. בין השאר, אפשר לבצע בדיקה כדי לקבוע אם כל אחד מהרכיבים המחוברים מוכן לפעולה. במקרה של תקלה, פונקציה ייעודית לפתרון בעיות מבטלת את הצורך להגיע פיזית למפעל כדי לאתר את סיבת התקלה.

הודות לחיווט הפשוט, תהליך ההשבחה של כל המערכת נמשך שלושה חודשים בלבד. חיווט קונבנציונלי לבדו היה גוזל לפחות חודש אחד. בזכות SmartWire-DT, כל הרכיבים הותקנו תוך שבוע בלבד. המערכת החדשה מנעה פתרון בעיות מייגע, מאחר שחלק גדול ממקורות התקלה הפוטנציאליים במהלך ההתקנה וההכשרה נשללו מראש על ידי חיווט המערכת בטכנולוגיית הכנס-הפעל. שימוש ברכיבי אוטומציה עם ממשק משולב מול מערכת החיווט החכמה מאפשר לצמצם את המספר הכולל של רכיבים וממשקים ולשלב חומרה ותוכנה במהירות, באופן אפקטיבי וללא תקלות.

חיווט אפקטיבי – חיסכון משמעותי בזמן- במסגרת פרויקט בנייה רחב-היקף של מפעל אוטומטי לחלוטין למיון תפוחי אדמה, Schaltanlagenbau Gormanns GmbH חיווטה את 250 ההינעים של מסועי הרצועה, המשאבות, המאווררים והמכונות באמצעות מערכת המבוססת על טכנולוגיית SmartWire-DT. חיווט מנקודה-לנקודה היה מצריך הנחה של כבלים באורך משוער של 32 ק”מ בכל המפעל, בתוספת קילומטר אחד לפחות לטובת החיווט הצולב בארונות המיתוג.

כיום, מערכת הבקרה, הינעי התדר המשתנה ומסכי המגע מתקשרים באמצעות רשת fieldbus קונבנציונלית. צירופי מתנעים מקושרים באמצעות SmartWire-DT מטפלים במיתוג ובהגנה של כל ההינעים. צירופים אלה מחוברים למערכת הבקרה באמצעות שער אחד לכל ארון ומורכבים ממתנעים ידניים, מגעני DIL ומחברים חשמליים שנבחרו מתוך קו המוצרים הסטנדרטי של Eaton. נוסף לתפקידה בארונות המיתוג, מערכת התקשורת משרתת גם את ההתקנים ההיקפיים: מעל 50 נקודות שליטה במכונות מחוברות דרך מכללי קלט/פלט עם רמת מיגון גבוהה למים ולאבק (IP65).

עומס העבודה של החיווט הוקטן לשמינית בזכות מערכת החיווט החכמה. אורך החיווט הצולב הוקטן מקילומטר (אולי אפילו יותר) ל-50 מטר בלבד ועומס עבודת החיווט של התקני השליטה במכונות צומצם בכ-40%. היקף פתרון הבעיות במהלך הכשרת המערכת הוקטן אף הוא, מכיוון שהתקלות זוהו במהירות באמצעות נתונים שסופקו על ידי ההתקנים המקושרים. במקום שבועיים הדרושים לתהליך ההכשרה של מפעל מיון בעל ותק דומה, Gormanns נזקקה ליום וחצי בלבד במפעל החדש. הפרויקט המורכב המלא הושלם בארבעה חודשים בלבד.

סיכום

מערכת חיווט חכמה ברמת הרכיב מאפשרת להעניק לכל רכיב מקושר של מכונה יכולות תקשורת ויכולת עיבוד מבוזר, באופן אפקטיבי וכדאי כלכלית. כתוצאה מכך, ניתן לשלוח נתונים שמגיעים אפילו מרכיבי אוטומציה פשוטים אל מערכת בקרה במדרג גבוה או אפילו ישירות לרמת הבקרה המקומית או העל-אזורית. הספקת נתונים מקיפים מהמכונה יוצרת שקיפות נתונים מעמיקה שבאמצעותה ניתן להגיע לאופטימיזציה של פרודוקטיביות וזמינות. גמישות, הכנה לעתיד ומוכנות ל”אינטרנט של דברים” (IoT) הם טיעונים נוספים בזכות השימוש במערכות חיווט חכמות בעת תכנון או השבחה של מכונות ומערכות.