W przygotowaniu

nr 5-6(25-26) 2017
dostępny
po 29.12.2017

Wydanie aktualne

nr 3-4(23-24) 2017
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

Wydania archiwalne

nr 1-2(21-22) 2017
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

nr 1-2(19-20) 2015
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(18) 2014
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(17) 2013
dostępny w pdf, wydanie flash tutaj

numer 1(16) 2012
dostępny
w archiwum

numer 1(15) 2011
dostępny
w archiwum

numer 4(14) 2010
HD dostępny
w archiwum

numer 3(13) 2010
HD dostępny
w archiwum

numer 2(12) 2010
dostępny
w archiwum

numer 1(11) 2010 dostępny
w archiwum

numer 9(10) 2009
już dostępny
w archiwum

Obserwuj @CADblog_pl

Wtorek, 03.10.2017 r.

Współczesne obrabiarki komputerowo sterowane (tzw. CNC – Computer Numeric Control), mają możliwość podłączenia do sieci teleinformatycznej. Lecz najczęstszym pytaniem jest: w jakim celu to robić?

Autor: Roman Korzus (machine.report)

Powodów, a raczej korzyści wynikających 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 technologa, zapewnia zarządzanie wersjami programów i tym samym śledzenie ich ewolucji i wszelkich dokonywanych zmian. Zarządzanie wersjami programów sterujących w kodzie maszynowym możemy otrzymać wprost z poziomu dobrego systemu CAM, jak też za pośrednictwem rozwiązań do zarządzania plikami i szeroko rozumianą elektroniczną dokumentacją (PDM) lub systemów zarządzających cyklem życia produktu (PLM).
Warto uświadomić sobie, że 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. Co więcej, przesyłanie w postaci elektronicznej zleceń produkcyjnych, (np. z systemu MRP) zapewnia wyświetlanie zlecenia produkcyjnego wprost na ekranie monitora lub tabletu.

Monitoring
Monitoring czasu pracy maszyn, pozwala zarządzać zarówno wydajnością maszyn, jak i poszczególnych 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 jest już bardzo trudno...

Przewidywanie przeglądów
Przewidywanie przeglądów technicznych i odstawień roboczogodzin maszyn usprawnia organizację produkcji oraz oparcie się o mierzalne wartości czasu pracy maszyn i jej napędów, a nie deklaratywne – podawane np. 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 (ang. Overall Equipment Effectiveness – Całkowita Efektywność Wyposażenia) – wskaźnik procentowy wyliczany jest 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 produkcyjnej. Obserwacje pokazują jednak, że zdecydowana większość zakładów monitorujących OEE, przy wyznaczaniu przestojów w dużej mierze bazuje na danych wprowadzanych ręcznie. Czy takim danym można do końca zaufać przy wyznaczaniu OEE?

Nawet jeżeli założymy dobrą wolę osób wpisujących dane ręcznie, co jednak nie zawsze jest oczywiste (sic!), to pozostaje odpowiedź na 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?
• Odpornością na prądy błądzące – 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,
• Stabilnością połączeń i możliwością zdalnego monitorowania całości infrastruktury – nie zapominajmy, że sieć teleinformatyczna to wiele innych elementów, jak switche i koncentratory, routery, firewall, etc.,
• Adekwatną przepustowością i czasem dostępu – 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 instalacja 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. Natomiast...

Sieć światłowodowa
...sieć światłowodowa 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 jeszcze 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 doborze komponentów, które pozwolą 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 znajdą Państwo na stronie https://machine.report/. Nasz zespół służy 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.

(RK)

 [ powrót na stronę główną ]

Blog monitorowany przez: