Како одабрати Omron EtherCAT HMI и Motion Stack

Омрон такође позиционира свој приступ аутоматизацији паковања око машина које су флексибилне, скалабилне, повезане, безбедне и поуздане, што је управо правац у којем многи произвођачи оригиналне опреме и интегратори покушавају да се крећу.

Тежак део није одлучити да ли је EtherCAT моћан. Тежак део је одабрати праву комбинацију... ХМИ, серво, инвертер, удаљени У/И и дизајн мреже без изградње система који је скупљи, тежи за одржавање или спорији за набавку него што је машини заправо потребно.

То је прави проблем купца. Произвођач оригиналне опреме за паковање може желети једну платформу за машине за паковање, картонирање и модуле транспортера. Систем интегратор може морати да модернизује машину, а да притом задржи неке теренске уређаје у функцији.

Од дистрибутера се може тражити стек који је тренутно доступан, али и даље има смисла за поновљене поруџбине за шест месеци. У сва три случаја, “најбољи” не значи “најнапреднији”. То значи технички исправан, комерцијално реалан и одржив током времена.

Овај чланак је написан за људе који купују и специфицирају индустријску аутоматизацију за живот: дистрибутере делова за аутоматизацију, произвођаче машина, компаније за пројектовање, систем интеграторе и специјализоване извођаче радова.

Циљ је једноставан: помоћи вам да упоредите архитектурне опције, смањите ризик животног циклуса, контролишете трошкове и изаберете добављаче са већим самопоуздањем.

Зашто је овај избор важан

Архитектура утиче на више од перформанси

Када купци чују “EtherCAT motion stack”, обично се фокусирају на брзину, синхронизацију и контролу оса. То је важно, али је само део одлуке.

Стек такође утиче на распоред панела, сате ожичења, напоре потребне за покретање, видљивост аларма, политику резервних делова, обуку техничара и колико ће следећа реконструкција бити тешка.

Добра архитектура олакшава пуштање машине у рад и лакше је поседовати. Лоша архитектура ради супротно.

То ствара мање проблеме који се затим увећавају: превише типова уређаја, недоследно руковање алармима, додатни интерфејс модули, недокументована решења и већа зависност од једног програмера који “само зна како то функционише”.”

То је у фабрици важније него што многи купци очекују. Ако машина стане у смени уторком увече, никога није брига што је оригинални дизајн изгледао елегантно у предлогу.

Важно је да ли одржавање може брзо изоловати квар, да ли екран оператера приказује нешто корисно и да ли је неисправна компонента довољно стандардна да би се могла заменити без покретања ванредне ситуације.

Шта B2B купци заиста процењују

Већина професионалних купаца балансира шест ствари истовремено:

• Квалитет и поузданост у реалном окружењу, не само у техничком листу.
• Усклађеност и спремност документације за тржиште којем служе.
• Флексибилност минималне количине за наручивање (MOQ) за прототипове, пилотске израде и производне поруџбине.
• Време испоруке и конзистентност залиха.
• Укупни трошкови током животног века машине.
• Дугорочна сарадња са добављачем који ће се јављати на телефон и након затварања поруџбенице.

Зато технички избор и избор добављача треба да се дешавају заједно. Ако инжењеринг одабере лепу архитектуру коју набавка не може предвидљиво да обезбеди, посао и даље губи.

Ако куповина форсира јефтинију опцију која пуштање у рад чини компликованим, а подршку скупом, посао такође губи. Прави одговор лежи у преклапању.

Шта укључује Omron EtherCAT HMI и стек за покретање

На практичном нивоу, стек обично укључује Омрон ХМИ, контролер машине, серво погони и мотори за прецизно кретање, инвертера за функције променљиве брзине којима није потребно потпуно серво понашање, удаљени улаз/излаз и мрежни делови који све повезују.

Омрон у овом контексту описује ЕтерКАТ као теренску мрежу за повезивање погона, интелигентних сензора и И/О, а његова шира ЕтерКАТ понуда обухвата контролере, серво погоне, инверторе, И/О, безбедност, вид и сензоре.

То звучи широко, али одлука о куповини постаје лакша када размишљате о класама машина, а не о породицама производа.

Компактној једној машини може бити потребан један контролер, скромни HMI, две до четири серво осе, неколико инвертора и мали простор за удаљене У/И уређаје. Модуларна OEM платформа може захтевати шаблон за вишекратну употребу који се може скалирати у зависности од величине машине.

Линија за паковање са високим осовинама може касније захтевати строжу координацију, више дијагностике и простор за инспекцијске станице или додатне модуле за руковање.

Реконструкција може захтевати задржавање неких постојећих теренских ожичења, распореда мотора или периферних уређаја јер је време застоја прекратко за потпуно редизајнирање.

Овде EtherCAT почиње да има смисла. Omron-ови EtherCAT материјали наглашавају брзу комуникацију, чврсту синхронизацију, стандардно RJ45 каблирање и широку подршку уређаја на истој мрежи.

Једноставно речено, то значи да једна архитектура често може да покрије много машинских функција без „шпагети“ које настају спајањем одвојених острва кретања, У/И и уређаја.

Ипак, није свакој машини потребна иста дубина. Уобичајена грешка је претпоставка да ако EtherCAT може више, пројекат би требало да користи више. Тако купци на крају плаћају за капацитет контролера, функције кретања или сложеност HMI-ја коју оператери никада не користе.

Како проценити стек

Почните са машином, а не са каталогом

Пре него што упоредите бројеве делова, дефинишите стварно понашање машине.

Колико је оса заиста координисано? Који покрети су само контролисани брзином, а који захтевају прецизно позиционирање или синхронизацију? Да ли је оператеру потребно управљање рецептима?

Да ли је ово машина са једним екраном и основним алармима или је за одржавање потребна богатија дијагностика и сервисни прикази? Да ли ће се иста платформа поново користити на неколико модела?

Добро правило је да се опис за селекцију напише на оперативном језику пре него што се преведе на језик хардвера. На пример:

• Две осе морају остати синхронизоване током преноса производа.
• Брзине транспортера могу да варирају, али им није потребна прецизност серво мотора.
• Операторима су потребне промене вођене рецептима за мање од три минута.
• Одржавање мора да види историју аларма и статус уређаја без отварања панела.
• Иста основна архитектура требало би да ради на три величине машина.

Такав бриф приморава тим да одвоји праве техничке захтеве од навика и претпоставки.

Ускладите HMI са радним током оператера

Недовољно специфичан HMI је један од најскупљих начина за “уштеду новца”. Не зато што је сам екран толико скуп, већ зато што слаб HMI повећава трошкове у виду сервисних позива, грешака оператера и дужег времена опоравка.

Ако машина користи више SKU-ова, HMI треба да обрађује избор рецепата чисто и да спречава случајне промене. Ако купац извози опрему, језик екрана и дозволе на нивоу корисника су важни. Ако машину одржавају локални техничари, поруке аларма треба да указују на акцију, а не само на кодове грешака.

Из фабричке перспективе, добар HMI обавља три посла истовремено:

1. Помаже оператерима да правилно управљају машином.
2. Помаже одржавању да брзо поправи машину.
3. То помаже инжењерима да стандардизују корисничко искуство у свим моделима.

Та последња тачка је важнија него што изгледа. Ако једна OEM платформа користи заједничке структуре екрана, именовање аларма и странице за одржавање на свим моделима, обука постаје лакша, пуштање у рад брже, а дистрибутерима је лакше да подрже сталне купце.

Користите серво где је важно, а инверторе где су ефикаснији у погледу трошкова.

Не заслужује сваки ротирајући уређај серво управљање. Серво је прави избор када је апликацији потребно позиционирање, чврста синхронизација, регистрација или понављајући профили кретања.

Инвертори су обично економичнији избор за вентилаторе, пумпе, једноставне транспортере и друге задатке са променљивом брзином где прецизно кретање није покретач вредности.

Ово је један од најједноставнијих начина за контролу трошкова BOM-а без смањења квалитета машине. Мешовита архитектура често је боља од архитектуре са свим серво уређајима јер прецизност ставља само тамо где се прецизност исплати.

На пример, на машини за паковање, време затварања вилице, регистрација увлачења фолије или индексно кретање могу оправдати серво. Улазни транспортери, излазни транспортери или помоћни погони могу захтевати само стабилну контролу брзине.

Ако користите серво свуда, повећавате трошкове хардвера, труд подешавања, оптерећење резервним деловима и захтеве за обуком техничара. Ако користите инверторе свуда, можете изгубити квалитет управљања тамо где је најважнији. Добри купци не бирају једну технологију. Они свакој додељују прави задатак.

Проверите скалабилност пре него што вам затреба

Омронов преглед EtherCAT-а истиче подршку за велики број уређаја, стандардно каблирање и једну мрежу која може да укључи безбедносну комуникацију у правој архитектури.

Чак и ако вашој првој машини није потребно много проширења, то је важно јер успешне платформе ретко остају мале.

Можда данашња машина има три осе и један HMI. Следеће године купац жели визуелну инспекцију, више удаљених улазно-излазних уређаја или други модул додат у линију. Ако оригинални мрежни план не оставља простора за раст, следећа ревизија брзо постаје незгодна.

Скалабилност не значи куповину највећег контролера од првог дана. То значи избор основне архитектуре која може да расте без потребе за потпуним преписивањем. Купци би требало да питају:

• Можемо ли касније додати осе без редизајнирања свега?
• Можемо ли поново користити исти HMI концепт на већим машинама?
• Може ли се мрежа проширити на више И/О острва или станица?
• Може ли ова платформа постати наш стандард за више породица машина?

Упоредите укупну цену, а не цену хардвера

Ту многи пројекти крену погрешно. Најјефтинији стек на папиру може бити најскупљи стек током две године.

Укупни трошкови укључују:

• Инжењерски сати за конфигурисање и отклањање грешака.
• Простор панела и управљање топлотом.
• Рад на ожичењу.
• Време пуштања у рад.
• Напори у обуци за сервисне тимове.
• Сложеност резервних делова.
• Изложеност застојима када је тешко набавити делове.

Замислите две опције. Опција А је 8 процената јефтинија у погледу хардвера. Опција Б користи чистији распоред мреже, стандардизује HMI шаблон и смањује пуштање у рад за два дана по машини. Ако произвођач испоручује десет машина годишње, опција Б може створити већу маржу чак и пре него што се узме у обзир постпродајна подршка.

Зато искусни купци говоре о “подрживим трошковима”, а не само о куповној цени. Машина која се лакше прави и лакше одржава боље штити маржу од оне која је јефтинија само на почетку куповине.

Сценарији куповине из стварног света и уобичајене грешке

ОЕМ произвођач паковања који прави варијанте машина за паковање, картонирање и транспортних трака обично има користи од једне заједничке платформе за кретање, једне филозофије дизајна HMI-ја и једне поновљиве мрежне топологије.

Омроново позиционирање паковања експлицитно се ослања на флексибилан и скалабилан дизајн машина, што је у складу са том врстом стратегије стандардизације. Победа није само техничка доследност.

Победа је нижи трошак поновне употребе у инжењерству, боље познавање техничара и једноставније складиштење заједничких делова.

Систем интегратор који врши реконструкцију суочава се са другачијом реалношћу. Технички идеалан дизајн можда неће одговарати временском оквиру за гашење.

У том случају, боља одлука може бити постепена миграција: прво заменити контролер и HMI, привремено задржати неке теренске уређаје, а затим стандардизовати остатак у другој фази.

То није “компромис” у негативном смислу. То је усклађивање архитектонских амбиција са ограничењима пројекта.

Дистрибутер који подржава хитну израду машине има још један сет приоритета. Купац може тражити Омрон-центрични стек, али оно што заправо мисли је: “Дајте ми поуздану архитектуру коју могу да набавим сада, а касније да је подржим.”

То мења разговор. Доступност, алтернативе, документација и стабилност времена испоруке су подједнако важни као и перформансе.

Специјализовани градитељи у безбедносним или окружењима са контролисаним приступом често веома брину о одржавању и документацији.

Можда немају највећи број оса, али имају строга очекивања у погледу времена непрекидног рада и притисак крајњих корисника на преглед. У том случају, архитектура која се може одржавати са јаким упутствима, јасним цртежима и понављајућом логиком замене може бити вреднија од исцеђивања последњег дела перформанси кретања.

Најчешће грешке купаца су предвидљиве:

• Бирање само по јединичној цени.
• Претерано специфицирање система кретања.
• Недовољно прецизирање HMI-ја.
• Игнорисање времена испоруке до замрзавања дизајна.
• Мешање компоненти без стандарда.
• Неуспех у планирању животног циклуса и застаревања.

Решење је такође предвидљиво: дефинисати класу машине, мапирати функције стварног кретања, документовати потребе оператера, рано потврдити ризик снабдевања, стандардизовати језгро и пилотирати архитектуру пре него што се свуда примени.

Како одабрати добављача, плус честа питања о купцу

Јак Omron добављач треба да разуме више од бројева делова. Требало би да буде у стању да разговара о архитектури кретања, димензионисању HMI-ја, вероватним ризицима набавке и границама замене.

Требало би да буду јасни у вези са залихама, реални у погледу рокова испоруке у фабрици и да буду спремни да подрже и количине прототипова и поновљену потражњу произвођача оригиналне опреме.

Поставите директна питања пре наручивања:

• Шта је сада на лагеру?
• Колико је фабричко време испоруке за остатак?
• Да ли постоје захтеви за минималну количину залиха (MOQ) за прототипове или пилот израде?
• Можете ли подржати опште поруџбине или заказана издања?
• Која документација долази уз поруџбину?
• Шта се дешава ако изабрани део постане ограничен?
• Можете ли подржати поновљене изградње током наредних 12 до 24 месеца?

Црвене заставице су подједнако важне. Будите опрезни са добављачима који су нејасни у вези са праћењем, обећавају рокове испоруке које не могу да документују, нуде превелику опрему без објашњења зашто или нестају након фазе понуде.

За купце, једноставна листа за процену добро функционише:

• Могућност техничке подршке.
• Комерцијална флексибилност.
• Дубина залиха.
• Извозна подршка где је то релевантно.
• Време одзива.
• Доследност понављања поруџбине.