Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Síťové komponenty firmy Murrelektronik v robotických buňkách

Průmyslové komunikační sítě jsou klíčem k úspěšné digitalizaci. Musí být navrženy tak, aby spolehlivě propojovaly klasická a digitálních zařízení a zvládaly přenos velkého množství dat. V robotických pracovištích navržených společností HandlingTech jsou komunikační sítě vybaveny moderními přepínači (switch) firmy Murrelektronik.

Společnost Murrelektronik dodává do průmyslových komunikačních sítí důležité prvky:

  • nespravované switche pro vzájemnou komunikaci zapojených zařízení,
  • nespravované switche s PoE (Power over Ethernet), umožňující vedle přenosu dat také napájení po ethernetovém kabelu,
  • spravované switche Profinet, umožňující konfigurování portů a zařízení, analyzování chyb, diagnostikování sítí apod.,
  • konektory a konektorové kabely,
  • panelové rozhraní Modlink MSDD.

Osmi- a šestnáctiportové nespravované switche firmy Murrelektronik pro jednoduché a kompaktní propojení ethernetových uzlů se osvědčily v manipulačních robotických pracovištích, která vyvíjí a instaluje německá společnost HandlingTech, sídlící nedaleko Stuttgartu.

Robotická pracoviště HandlingTech

Modulární robotické buňky společnosti HandlingTech mohou být navrženy k ovládání jediného stroje nebo i pro komplexní manipulační a podávací systémy se zásobníky. Společnost si zakládá také na pěkném vzhledu svých systémů a získala několik cen za průmyslový design, včetně prestižního ocenění iF Product Design Award za inovativní design.

Dlouholetá spolupráce

Komponenty pro své robotické manipulační systémy firma nakupuje u externích partnerů. Jedním z nich je již mnoho let společnost Murrelektronik GmbH, která se zaměřuje na decentralizovanou automatizaci.

Nejprve se v robotických pracovištích firmy HandlingTech osvědčily rozvodné skříňky řady Exact společnosti Murrelektronik, po nich následovaly napájecí zdroje této firmy, v současnosti jsou dodávány spínané zdroje Emparro. V poslední době se firma HandlingTech rozhodla využívat v rozváděčích I/O moduly Cube20S, které zpracovávají digitální vstupy a výstupy z celé buňky a předávají je dále do sběrnicového uzlu. Konektory pro robotická pracoviště jsou rovněž vybírány z široké nabídky Murrelektronik.

Kompaktní switche Xelity

Od začátku roku 2019 jsou do standardních robotických buněk HandlingTech instalovány rovněž switche firmy Murrelektronik. Nejprve to byly nespravované osmiportové switche Xelity pro přenos dat rychlostí 100 Mb/s.

Elektrokonstruktér Henning Schulz z výrobního oddělení HandlingTech se pro switche Xelity rozhodl doslova hned: „Kompaktní design osmiportových Xelity je perfektní. Díky malým rozměrům je lze umístit vedle zdroje, stykače nebo relé, aniž by bylo nutné na montážní liště nebo v kabelovém žlabu hledat prostor navíc. Podle mě jsou mimo to svorky push-in velmi praktické, i když mnoho výrobců stále ještě používá šroubové svorky, což komplikuje zapojování. Rozměry, funkčnost, cena a celkový dojem dělají ze switchů Xelity dobře vyvážený produkt.“ Přepínače Xelity se neuplatnily jen v nových provozech, ale instalují se i do těch původních, protože svými malými rozměry šetří místo.

Dva switche na systém

Uplatnění switchů v robotické buňce přibližuje Henning Schultz: „Běžně používáme dva switche Xelity pro každou robotickou buňku, abychom mohli oddělit Ethernet a Profinet, kdykoliv je to možné. I když jsou obsazeny jen čtyři nebo pět portů – v nejširší konfiguraci potřebujeme všechny. Stejně jako pro výrobce rozváděčů je i pro nás důležité mít určitý standard návrhu. Switche od Murrelektronik jsou dnes součástí téměř všech našich instalací.“

Průmyslová PC, robot a systémy pro bezpečnost a vzdálenou údržbu jsou se switchem propojeny prostřednictvím rozhraní Ethernet TCP/IP vně řídicí skříně, aby nebylo nutné skříň otevírat během servisních prací. To znamená, že většina portů je obsazena, ale zbývá jeden nebo dva jako rezerva pro účely měření v buňce.

Jeden šestnáctiportový switch je lepší než dva osmiportové

Pro zpracování velkých množství dat se do robotických buněk HandingTech instalují nespravované switche Murrelektronik typu Tree16 TX. Tyto šestnáctiportové přepínače mají dva gigabitové porty Fast Ethernet pro přenos do vyšších síťových úrovní (uplink) a čtrnáct portů pro přenos ke koncovým zařízením (downlink).

Denns Zimmer, produktový manažer pro switche Murrelektronik, vysvětluje rozdíl mezi těmito šestnáctiportovými switchi a konkurenčními řešeními, která se skládají ze dvou propojených osmiportových switchů: „Propojení dvou osmiportových switchů není stavěné na přenos velkého množství dat. Naše zařízení je skutečný šestnáctiportový switch s odpovídajícím řídicím čipem.“ Marco Balzuweit z HandlingTech připomíná: „S šestnáctiportovými switchi od Murrelektronik jsme dosud neměli žádné potíže.“

V některých strojních sestavách je třeba zapojit do sítě několik velkých robotických a výrobních modulů. Tehdy je často nutné využít nespravované switche s gigabitovým přenosem. Jedním příkladem je rozsáhlý systém pro obrábění hřídelí, ve kterém je obráběcí stroj umístěn mezi dvěma robotickými buňkami.

První robotická stanice se stará o vyjímání obrobků ze zásobníku a vkládání do obráběcího stroje. Obrobky se do systému přivážejí v bedně, v níž jsou náhodně rozmístěny. Aby robot obrobky správně uchopil, používá k plánování dráhy systém strojového vidění s vyhodnocením obrazu na základě tzv. mračna bodů (point cloud). Robot magneticky uchopí obrobek a umístí ho do mezistanice, kde se srovná do správné polohy. Poté je obrobek vložen do stroje, který ho zpracuje. Robot v další buňce vyjme obrobek ze stroje  a rovnou jej zabalí do kartonové krabice s bublinkovou vystýlkou.

Data z kamery se zpracovávají autonomně v jiném počítači. V této robotické sestavě se šestnáctiportové switche starají o komunikaci mezi robotickými systémy. Dva gigabitové porty zajišťují výměnu dat s řízením vyšší úrovně, zatímco zbylé 100Mb porty sbírají data od různých zařízení v buňkách.

Pohotová podpora

Henning Schulz si pochvaluje také pohotovou podporu, jaké se mu dostává od společnosti Murrelektronik: „Když mám technický dotaz nebo narazím na problém, rychle se dovolám produktovému nebo aplikačnímu technikovi. U speciálních strojů, kde o úspěchu rozhoduje též dodací doba, je okamžitá reakce důležitá.“

(Murrelektornik)

 

Obr. 1. Robotická pracoviště společnosti HandlingTech

Obr. 2. Kompaktní osmiportové switche Murrelektronik v rozváděči

Obr. 3. Šestnáctiportové switche Murrelektronik k přenosu dat ve složitých strojních sestavách