Slimme machines en het ‘Industrial Internet of Things’

Industry 4.0, de vierde industriële revolutie, vereist dat machines, apparaten, sensoren en mensen naadloos communiceren en gegevens delen.

De meest efficiënte manier om dit mogelijk te maken, is door automatiseringstechnologie in te zetten en modulaire, gedistribueerde systemen te ontwikkelen. Daarvoor moeten ‘eenvoudige’ onderdelen, zoals frequentieregelaars, motorbeveiligingsschakelaars en drukknoppen ‘slim’ worden gemaakt: ze moeten kunnen communiceren en op basis van omgevingsdata onafhankelijke beslissingen kunnen nemen.

‘Cyber physical production system’

Een onderdeel zoals een motor vormt samen met sensoren en een slim apparaat een cyber physical system (CPS). Binnen een machine kunnen meerdere van deze CPS’s met elkaar communiceren en een onafhankelijk ‘cyber physical production system’ (CPPS) vormen. Tussen de CPPS en de Smart Factory-controller worden dan alleen nog productiecommando’s (zoals een wijziging in configuratie) of CPPS-informatie die externe actie vereist (zoals voorspelbaar onderhoud) uitgewisseld. De hoeveelheid ‘big data’ die in de cloud wordt gecommuniceerd, wordt daardoor dus beperkt.

Figuur 1: Smart Data. CPS’s beheren de processen autonoom.

Voorbeeld: motorbeveiliging

Apparaten zoals de PKE elektronische motorbeveiligingsschakelaar en de DE1 Variabele Speed Starter van Eaton kunnen worden gecombineerd met bijvoorbeeld sensoren en aandrijvingen. Door die combinatie aan te sluiten op Eaton’s SmartWire-DT intelligent bedradingssysteem, verandert het schakelapparaat in een CPS. Via de elektronische unit verzamelen de PKE en de DE1 dan gegevens, bijvoorbeeld de motorstroom, en geven die data door via het intelligente bedradingssysteem. Om aan alle vereisten van een smart device te voldoen, moet de voor het bedradingssysteem gebruikte verbindingsmodule nog worden uitgerust met de nieuwste generatie ASIC-module. Die kan de aangeleverde data analyseren en op basis daarvan autonome beslissingen nemen.

Voorkomen van slijtage

‘Autonome beslissingen’ zorgen bijvoorbeeld voor optimale belasting van een lopende band, door bij de motorsnelheid rekening te houden met de belastingstatus onder verschillende klimaatomstandigheden. Als de ASIC-module afwijkende waarden meet, duidt dat op mogelijke problemen. Daar kan op worden geanticipeerd met tijdig onderhoud, of met maatregelen die activatie van de motorbeveiliging voorkomt  zodat zich geen machine-uitvaltijd voordoet. Toepassing van smart devices zorgt dus voor betrouwbaarheid, verhoogde beschikbaarheid en ondersteuning van de maximale werkbelasting, zonder de kosten van extra meettechnologie.

Een CPS creëren op locatie

Intelligente bedrading en communicatie kunnen ook worden uitgebreid naar randapparatuur, die zo eenvoudig worden omgevormd  tot ‘slimme apparaten’. Door motorstarters, frequentieregelaars, drukknoppen en andere onderdelen op de toepassingslocatie te installeren, vormen ze een CPS met de motor. Gebrek aan ruimte in de besturingskast behoort tot het verleden: alle belangrijke sensoren en aandrijvingen zijn immers op locatie geïnstalleerd.

Conclusie

Bij veel machineontwerpen staan conventionele, centraal aangestuurde  machines en een ‘vroege’ variant op de gedistribueerde benadering centraal. Om te profiteren van de voordelen die CPS’s en het Internet of Things bieden, moet een andere ontwerprichting worden gekozen. Eaton ondersteunt de machinebouwsector daarbij, door machines loT-ready te maken. Eaton  ontwikkelt onderdelen, systemen en oplossingen waarmee bedrijven de basisprincipes van Industry 4.0 kunnen implementeren, of het nu om kleine, compacte machines of om grote, complexe systemen gaat.

Meer weten over dit onderwerp?

Op 12 oktober 2017 organiseert Eaton de Technodag ‘Wie niet groot is, moet slim zijn’. Tijdens dit gratis toegankelijke evenement krijgen kleine en middelgrote machinebouwers praktische handreikingen voor het ontwerpen van klantoplossingen die zijn gebaseerd op Internet of Things.
www.eaton.nl/iot.

Download hier de whitepaper.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *