Bezprzewodowa technologia w AGV

Producent zlecił szwedzkiej firmie Löfqvist Engineering AB zaprojektowanie i wdrożenie nowego zautomatyzowanego rozwiązania dla swojego dużego obszaru produkcyjnego. Löfqvist Engineering to firma zajmująca się automatyką przemysłową i robotyką, która wspiera producentów poprzez wdrażanie rozwiązań eliminujących ręczne i ciężkie procesy podnoszenia na liniach produkcyjnych i halach fabrycznych.

Nowe zautomatyzowane gniazda produkcyjne

Rozwiązanie obejmuje istniejące centra maszynowe producenta - które wykonują wszystkie funkcje produkcyjne, takie jak toczenie, rozwiercanie i hartowanie. Zostały one teraz zastąpione ośmioma zautomatyzowanymi, specyficznymi dla funkcji komórkami produkcyjnymi, które wytwarzają różne komponenty pojazdów.

Kluczowe znaczenie dla projektu miała integracja tych komórek produkcyjnych oraz wydajny przepływ komponentów między komórkami oraz do i z zakładu produkcyjnego.

To pracochłonne zadanie było wcześniej wykonywane ręcznie, co wiązało się z koniecznością podnoszenia dużych ciężarów i było nieefektywne. Producent początkowo rozważał stałe przenośniki taśmowe, ale doszedł do wniosku, że pojazdy AGV będą bardziej wydajnym rozwiązaniem, które zapewni również większą elastyczność w dostosowywaniu się do zmieniających się wymagań produkcyjnych.

Firma Löfqvist Engineering opracowała i wdrożyła trzy pojazdy AGV do przenoszenia określonych komponentów do odpowiednich komórek produkcyjnych, podczas gdy czwarty został wyposażony w wysoce elastycznego mobilnego robota współpracującego (cobota) do przeprowadzania kontroli jakości części. Ponieważ pojazdy AGV swobodnie przemieszczają się między gniazdami produkcyjnymi, aby dostarczać i odbierać komponenty zgodnie z wymaganiami, niezbędna jest niezawodna komunikacja bezprzewodowa.

David Lundgren z Löfqvist Engineering był odpowiedzialny za uruchomienie systemu w fabryce. Wdrożenie sieci bezprzewodowej w tego typu środowisku przemysłowym wymaga wiedzy i planowania, co w razie potrzeby HMS Networks może również zapewnić w ramach swojej oferty usług.

Rozwiązanie Anybus

Löfqvist Engineering ma długą i zaufaną relację z HMS Networks i zdecydowała się wdrożyć rozwiązanie komunikacji bezprzewodowej Anybus dla tego nowego systemu produkcyjnego. Technologia Anybus jest szeroko stosowana w przemyśle motoryzacyjnym, aby umożliwić urządzeniom, maszynom i robotom bezprzewodową komunikację z siecią przemysłową fabryki.

Inżynierowie HMS Networks wspierali Löfqvist Engineering we wdrażaniu rozwiązania, które obejmowało montaż dwóch urządzeń Anybus Wireless Bolt™ na każdym z pojazdów AGV, aby umożliwić połączenie z siecią bezprzewodową za pośrednictwem Bluetooth lub bezprzewodowej sieci LAN.

Zaprojektowany z myślą o niezawodnym działaniu w trudnych warunkach automatyki przemysłowej, Wireless Bolt to kompaktowy pakiet typu "wszystko w jednym", który zawiera złącze, procesor komunikacyjny i zintegrowaną antenę w tym samym urządzeniu, o stopniu ochrony IP67. Ze względu na ograniczoną przestrzeń dostępną w pojazdach AGV, ta kompaktowa obudowa miała kluczowe znaczenie.

Jeden Anybus Wireless Bolt jest podłączony do pokładowego sterownika PLC Omron (który zarządza ruchem i funkcjami bezpieczeństwa AGV) i zapewnia komunikację z centralnym nadzorczym systemem PLC.

Drugi Wireless Bolt jest podłączony do kontrolera robota AGV i zapewnia bezprzewodowy dostęp do zdalnej konfiguracji lub rozwiązywania problemów AGV za pośrednictwem przeglądarki na urządzeniu przenośnym, takim jak tablet, laptop lub smartfon. Eliminuje to potrzebę stosowania zewnętrznego interfejsu HMI zamontowanego na cobocie, co zapewnia elastyczność i mobilność, oszczędza koszty poprzez wyeliminowanie potrzeby stosowania interfejsu HMI i oznacza, że operator maszyny lub technik nie musi fizycznie znajdować się przy maszynie, aby uzyskać dostęp, zwiększając tym samym bezpieczeństwo personelu.

Ponieważ cały obszar produkcyjny producenta jest tak duży, rozwiązanie wymagało trzech bezprzewodowych punktów dostępowych (AP) Anybus. Te przemysłowe koncentratory infrastruktury są instalowane w strategicznych punktach w celu utworzenia sieci bezprzewodowej i zapewnienia nakładającego się obszaru zasięgu, który ułatwia roaming.

Fast roaming

Produkty Anybus obsługują standard IEEE 802.11r dla fast roamingu w sieci bezprzewodowej. Jest to niezwykle przydatne w zastosowaniach obejmujących pojazdy AGV, gdzie wymagana jest płynna łączność w całej hali produkcyjnej, aby zapewnić, że pojazdy AGV są zawsze w kontakcie z siecią.

Bezprzewodowy roaming ma miejsce, gdy urządzenie klienckie porusza się po obszarze z wieloma punktami dostępowymi i może automatycznie przełączać się z jednego punktu dostępowego na inny, który ma silniejszy sygnał. Bez obsługi fast roamingu takie przejście wymagałoby od klienta ponownego uwierzytelnienia. W rezultacie może wystąpić opóźnienie i utrata połączenia, co może spowodować zatrzymanie awaryjne, wpływając w ten sposób na wydajność produkcji.

Jednak dzięki fast roamingowi urządzenia klienckie są uwierzytelniane w pierwszym punkcie dostępowym, a ich poświadczenia są przekazywane do następnego punktu dostępowego przed roamingiem, co eliminuje potrzebę ponownego uwierzytelniania. Znacząco skraca to czas przekazywania, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa sieci.

Bezprzewodowe punkty dostępowe Anybus z funkcjami Mesh zapewniają doskonały zasięg sieci i płynny roaming w całym obszarze produkcyjnym.

"Hala produkcyjna jest trudnym i wymagającym środowiskiem przemysłowym, więc kluczowe było dla nas stworzenie solidnej sieci komunikacyjnej o dobrej funkcjonalności. Wytrzymała konstrukcja i wysoka niezawodność Wireless Bolts i punktów dostępowych używanych w rozwiązaniu Anybus firmy HMS Networks były idealne do spełnienia naszych wymagań" - Anders Unefäldt, Löfqvist Engineering.

Anybus X-gateway

Wspierająca infrastruktura sieci bezprzewodowej wykorzystuje bramę Anybus X-Gateway, aby zapewnić płynną komunikację między pokładowymi i nadzorczymi sterownikami PLC. Ponieważ pojazdy AGV wykorzystują technologię automatyzacji od różnych dostawców, stworzyło to sytuację, w której używane były różne protokoły komunikacji danych.

Na przykład sterownik PLC Omron, który wykorzystuje komunikację EtherNet/IP w sieci bezprzewodowej, musi łączyć się z systemem nadzorczym Siemens, który wykorzystuje komunikację Profinet. Łatwy w użyciu Anybus X-gateway upraszcza to rozwiązanie PLC wielu dostawców, tłumacząc między EtherNet/IP i Profinet.

Udana instalacja

Pojazdy AGV działają niemal nieprzerwanie - 24 godziny na dobę, co umożliwiło producentowi zwiększenie produkcji do 5000 sztuk tygodniowo, z wolnymi mocami produkcyjnymi dostępnymi do obsługi przyszłego wzrostu.

Oprócz zwiększenia przepustowości, producent zapewnia również jakość. Niezawodne i odporne rozwiązanie komunikacyjne HMS Networks Anybus odgrywa kluczową rolę w osiągnięciu tych wyników, zapewniając płynną łączność sieciową danych w całej hali produkcyjnej.

Pojazdy AGV są zwykle wyposażone we wbudowaną łączność bezprzewodową do regularnej pracy, np. do przypisywania nowych zadań i tras. Podczas montażu dodatkowego sprzętu na AGV, takiego jak ramię robota w tym przypadku, sprzęt ten może wymagać oddzielnego połączenia bezprzewodowego. Anybus Wireless Bolt, ze swoją unikalną obudową, jest idealny do tego zastosowania. Adres IP i MAC sprzętu można sklonować i udostępnić w sieci bezprzewodowej w taki sposób, że Anybus Wireless Bolt jest całkowicie przezroczysty.