«Индустрия 4.0» является одной из наиболее перспективных концепций, с которой эксперты связывают наступление новой эры в промышленности. Согласно этой концепции, оборудование будущего будет состоять из интеллектуальных устройств, способных передавать релевантную информацию, принимать локальные решения и устанавливать связь между собой (технология М2М). В конечном счете, все это приведет к обмену большими объемами данных в рамках, например, Интернета вещей.
Производство — один из важнейших столпов как мировой, так и европейской экономики. Однако в последнее время эта сфера претерпевает радикальные изменения: происходит конвергенция промышленного производства, цифровые технологии смещают существующие парадигмы и открывают новые перспективы в области промышленной политики. В будущем изготовление товаров с индивидуальными характеристиками будет стоить столько же, сколько и массовое производство. При этом предприятия будут тратить меньше ресурсов и предлагать более привлекательные условия труда. Небольшие местные заводы станут ближе к рынкам и клиентам — так мы создадим условия для городского и регионального производства. Его высокая гибкость сократит растущие траты и снизит барьеры для выхода на рынок, что откроет новые возможности для инвестиций и инноваций.
Таким образом, изготовители компонентов автоматизации должны работать над созданием интеллектуальных решений, которые позволили бы компаниям превратить всю систему производства в «умное» предприятие. Необходимый элемент такого перехода — интеллектуальные устройства в составе оборудования, которые могут локально выполнять определенные функции и обмениваться данными со всеми участниками производства: процессами, другими машинами и компонентами, роботами, ERP-системами, логистическими программами и персоналом.
В контексте «Индустрии 4.0» часто упоминаются сетевое взаимодействие, большие объемы данных, а также разработка инновационных устройств. Для того, чтобы воплотить в жизнь концепцию «умного» предприятия, такие простые компоненты, как переключатели и блоки управления в устройствах и системах, должны быть преобразованы в коммуникационные интеллектуальные устройства, которые в режиме реального времени экономично передают данные облачным сервисам с помощью Интернета вещей.
В будущем продукты, изготавливаемые на «умных» предприятиях, будут сами «говорить» оборудованию как, где и кем они должны быть изготовлены. Машины будут самостоятельно сообщать информацию о своем состоянии, а компоненты будут автоматически предупреждать об оптимальном сроке для технического обслуживания или ремонта. Для реализации такой концепции детали, машины, узлы, элементы управления, ERP-системы, а также персонал должны иметь возможность обмениваться друг с другом данными с целью оптимизировать процесс производства. Для этого необходимы сбор и оценка релевантной информации о компонентах, установленных в машине или системе. Следовательно, существует потребность не только в сенсорах с соответствующими характеристиками, но и в технологиях передачи и анализа данных. На сегодняшний день уже существует множество сложных устройств с собственной электроникой, которые соответствуют этим требованиям. Тем не менее, большое количество простых компонентов, таких как кнопки, сигнальные устройства, переключатели, датчики и исполнительные устройства, на производственной линии еще, по большей части, не включены в сеть. Вместо этого, они связаны с контроллером через сложную цепь управления. В результате, поломка или неисправность этих устройств или подключенных компонентов может вызвать серьезные проблемы.
Главной особенностью «Индустрии 4.0» станет возможность интегрировать самые простые стандартные устройства в сеть. Это позволит значительно улучшить процесс производства и реализовать комплексное интеллектуальное решение в рамках «умного» предприятия. Для достижения стоящих перед «Индустрией 4.0» целей крайне важно обеспечить экономичное расширение сетевого подключения для простейших компонентов.
Компания Eaton, мировой эксперт в области управления энергией, разработала собственный уникальный подход к «Индустрии 4.0», который заключается в интеграции как можно большего ряда функций в одном компоненте с целью сократить протяженность электропроводки и сделать все датчики и исполняющие устройства интеллектуальными. По мнению специалистов Eaton, оптимальная стратегия развития заключается в децентрализации интеллектуальных систем оборудования. Это означает, что необходимо «наделять интеллектом» каждый компонент электрической или гидравлической системы, а не создавать единую интеллектуальную систему автоматизации. Таким образом, в основе управления оборудованием лежит децентрализованная интеллектуальная модель, которая становится возможной благодаря уникальной технологии Eaton SmartWire-DT (SWDT). Это интеллектуальное коммутационное решение для распределительных щитов, которое объединяет электрическую и гидравлическую системы в единую архитектуру управления.
Расширенные средства диагностики считаются одним из ключевых требований для реализации концепции «Индустрии 4.0». Сочетание автоматических выключателей РКЕ и технологии SmartWire-DT позволяет тщательно контролировать состояние приводов: обработка релевантных данных (таких как фактический ток двигателя, тепловая нагрузка и рабочее состояние), а также их непрерывный контроль и анализ возможен без дорогостоящих аналоговых технологий ввода/вывода. Таким образом, компании Eaton удалось преобразовать распределительные устройства в интеллектуальные компоненты. Такие «умные» устройства, как РКЕ, способны взаимодействовать с любым ПЛК в открытой архитектуре. Это важное достижение позволяет компании предлагать полностью совместимые с «Индустрией 4.0» решения. Например, полученные от РКЕ данные могут быть использованы для выявления регулярной перегрузки и своевременного устранения проблемы.
Такие пропорциональные распределители компании Eaton, как AxisPro, помогают повысить быстроту, точность и повторяемость операций, что увеличивает скорость производственного процесса и сокращает число сбоев. Его встроенная интеллектуальная система упрощает традиционно сложные методы управления. Распределитель AxisPro КВН можно настраивать с помощью ПО Pro-FX — это поможет упростить управление оборудованием для производителей машин и конечных пользователей. Конструкция Plug and play («подключай и работай») сокращает время сборки, а способность распределителя прогнозировать потенциальные проблемы с ТО повышает надежность машины. Система диагностики клапана обеспечивает его надежную и долговечную работу.
Благодаря системе SmartWire-DT, становится возможным объединение различных элементов: датчиков и исполнительных устройств, распределителей для защиты двигателя и преобразователей частоты, управляющих и сигнализирующих устройств, предохранителей, панелей оператора и программируемых логических контроллеров (ПЛК). Эта технология выполняет двойную функцию: с одной стороны, осуществляет передачу аналоговых и цифровых сигналов, с другой — обеспечивает все элементы электроэнергией. Архитектура и встроенные средства диагностики такой системы обеспечивают простоту интеграции в промышленные сети.
Технология SmartWire-DT помогает снизить затраты на монтаж до 85%, а также повысить коммерческую гибкость и эксплуатационную готовность машины.
Уже сегодня решение SmartWire-DT поможет создать распределенную интеллектуальную систему и успешно выполнить функции, необходимые для реагирования и принятия локальных решений, что повысит эффективность и производительность как отдельной машины, так и целой производственной линии или всего завода.
Технология SmartWire-DT помогает снизить затраты на монтаж до 85%, а также повысить коммерческую гибкость и эксплуатационную готовность машины. Производителям оригинального оборудования, которые ориентируются на высокотехнологичный подход, и конечным пользователям система открывает доступ к исчерпывающим данным, получаемым от машин, тем самым увеличивая производительность, периоды бесперебойной работы и упрощая ТО — и, в конечном счете, максимально используя потенциал «Индустрии 4.0». Эта технология также помогает сократить время на инжиниринг и повысить гибкость при проектировании, монтаже, вводе в эксплуатацию или внесения изменений в процесс производства или производственную линию.
Для перерабатывающих и производственных предприятий основным преимуществом SmartWire-DT служит безошибочная работа. Для этого необходима дополнительная информация, которая позволит получать данные о компонентах или статусе процесса в режиме реального времени. Эти данные позволяют операторам заранее принимать меры с целью предотвратить остановку оборудования, которая может привести к сбою всего производственного процесса. Способность SmartWire-DT передавать такую расширенную аналоговую информацию от простых распределительных устройств, как текущие значения, данные о фактическом состоянии перегрузки двигателей или результаты подробной диагностики ошибок, является основным требованием для удовлетворения растущих потребностей производства в этой сфере.
Чтобы продемонстрировать преимущества коммуникационной системы Eaton, представим завод, где функционирует более 250 электроприводов и 50 пунктов управления. Для изготовителя распределительных щитов и панелей управления система SWDT обеспечивает экономичный, быстрый и эффективный монтаж без сбоев. На объектах такого масштаба технология SmartWire-DT может снизить протяженность поперечной электропроводки с 1 км до 50 м. Для конечного пользователя особенно важны прозрачность данных и диагностические возможности SmartWire-DT. При возникновении проблемы систему можно исследовать удаленно. SmartWire-DT дает достаточно информации от одного электропривода, чтобы оценить ситуацию, диагностировать проблему и предпринять шаги по ее устранению.
Как создатель платформы SmartWire-DT и интеллектуальных устройств, компания Eaton занимает активную позицию в мире «Индустрии 4.0», являясь экспертом в сфере инноваций и управления энергией. С помощью интеллектуальных устройств осуществляется достижение более экономичного, высокотехнологичного и эффективного производственного процесса, что ведет к развитию и становлению «умного» предприятия.
Александр БЕСПАЛОВ,
менеджер по продукту направления
«Автоматизация, промышленные устройства
управления и защиты», Eaton в России
