integrated connectivity

Alles in de sensor

Integrated connectivity of geïntegreerde connectiviteit betekent: alle relevante industrial-Ethernet-interfaces zijn in de sensor geïntegreerd en de centrale apparaatfuncties zijn via deze interfaces beschikbaar. Wat eenvoudig klinkt, is echter geen standaard op de markt. Vaak bieden fabrikanten apparaten aan zonder industrial-Ethernet-interface, waarmee ze besparen op ontwikkelingskosten. In dit geval wordt de interface via een gateway ter beschikking gesteld. Waarom dat niet de optimale oplossing is en waarom installatie-exploitanten met integrated connectivity van Leuze op meerdere fronten tegelijk profiteren, wordt duidelijk aan de hand van de volgende voorbeelden. De voordelen reiken hierbij van de ingebruikname (device management) en machinebewaking (conditiebewaking) tot procesoptimalisatie.

Voordelen van integrated connectivity bij apparaatbeheer, conditiebewaking en procesoptimalisatie

Duidelijk slankere installatielayout

Leuze biedt apparaten met geïntegreerde interfaces voor PROFINET, Ethernet/IP en EtherCAT. Hoe zich dit al bij de ingebruikname uitbetaalt, wordt weergegeven op basis van een voorbeeld van een installatieontwerp met en zonder integrated connectivity. Allereerst bekijken we een installatie met barcodelezers zonder geïntegreerde interfaces: hierbij moet elke scanner op een separate gateway worden aangesloten. Dit betekent per barcodelezer een extra gateway met een eigen elektrische voeding. De installatiewerkzaamheden en de kabelhoeveelheid zijn hierdoor twee keer zo groot als noodzakelijk. Bovendien is de parametrering aanzienlijk omslachtiger. En niet te vergeten: door de vereiste gateways zijn er aanzienlijk meer apparaten aanwezig in de installatie, die een storing kunnen veroorzaken en in dit geval moeten worden gecontroleerd. Ter vergelijking dezelfde installatie met integrated connectivity: in elke barcodelezer is de industrial-Ethernet-interface al geïntegreerd. Dit maakt losse gateways overbodig. De installatie is vooral veel overzichtelijker en er zijn minder kabels vereist. Niet in de laatste plaats kunnen zo ook storingen sneller worden verholpen, omdat veel minder apparaten hoeven te worden gecontroleerd.

De barcodelezers uit de serie BCL van Leuze zijn uitgerust met "Integrated connectivity".

Inclusief switch

Leuze sensoren met integrated connectivity, onderscheiden zich door een bijzonder efficiënte ingebruikname. De apparaten bevatten standaard een switch, dus een Ethernet IN-poort en OUT-poort. Installatie-exploitanten besparen hiermee een externe switch. Bovendien kunnen meerdere apparaten aanzienlijk eenvoudiger worden bekabeld, bijvoorbeeld in een ring- of lijntopologie. Bij een lineaire bekabeling verbindt de installatie-exploitant de ene sensor met de andere via de geïntegreerde switch. Pas de laatste sensor in de serie is met de besturing verbonden. Het voordeel hiervan is een eenvoudiger installatieontwerp en minder kabels. Apparaten zonder geïntegreerde switch hebben echter een externe Ethernet-switch nodig. Bovendien moeten gebruikers dan elke individuele sensor via een ster-topologie met de switch verbinden en deze daarna op de besturing aansluiten.

Het realiseren van een lijn-topologie via geïntegreerde switch reduceert de bekabelingsinspanningen en spaart zo tijd en kosten.

Binnen de gebruikelijke besturingsomgeving

Integrated connectivity betekent ook dat het mogelijk wordt om binnen de gebruikelijke besturingsomgeving te werken. Dit kan omdat de gehele apparaatparametrering bijvoorbeeld in het GSDML-bestand ("Generic Station Description Markup Language") van PROFINET is geïntegreerd. Vele andere op Ethernet gebaseerde apparaten op de markt, moeten daarentegen doorgaans via een webserver worden geparametreerd. Dit is complex, omdat elke fabrikant een eigen webserverversie met een eigen interface levert. Als gebruiker moet men zich telkens weer opnieuw inwerken en de betreffende functies vinden. Apparaten zonder Ethernet, die via een gateway worden aangesloten, vereisen bovendien vaak productspecifieke software van de fabrikant voor de parametrering. Dit kan op zich weer tot problemen met de compatibiliteit met de toegepaste hardware leiden. Bijvoorbeeld als de fabrikant zijn software na enkele jaren niet meer ondersteunt. Ook hier loont integrated connectivity direct op meerdere fronten:

Gebruikers blijven binnen hun gebruikelijke softwareomgeving
Het installeren van software van de fabrikant en het bijbehorende inwerken zijn niet meer noodzakelijk
Er is geen toegang tot een webserver nodig

Apparaten van Leuze met integrated connectivity kunnen zeer eenvoudig worden geparametreerd. Bovendien is het voldoende het GSDML-bestand via de besturing te downloaden van de Leuze-website en deze één keer te kopiëren naar de eigen engineering-software. Daarna zijn de modules beschikbaar in de hardware-catalogus. Bovendien zijn de apparaatfuncties uitvoerig beschreven. Dit maakt de parametrering en het gebruik van een sensor zeer eenvoudig en het handboek in vrijwel alle gevallen overbodig.

Eenvoudig interface-management van alle besturingswaarden, met "Integrated connectivity".

De sensor werkt mee

Een blik in het apparaatprofiel van sensoren met integrated connectivity laat meer vereenvoudigingen zien bij de programmering. Bij de positioneringssensoren AMS en BPS levert Leuze bijvoorbeeld niet alleen positioneringswaarden, maar ook een berekende snelheidswaarde. Wie deze waarde nodig heeft in zijn installatie, spaart zo tijd voor een eigen berekening. Bovendien: een gebruiker die zonder integrated connectivity alleen op bepaalde barcodes wil filteren, moet dit regelen via de besturing. Bij de Leuze barcodelezers BCL gaat dit efficiënter, want hierbij kan op specifieke criteria worden voorgefilterd. Hierdoor worden alleen codes doorgegeven aan de besturing, die overeenkomen met het gewenste patroon. Niet in de laatste plaats wordt tijd bespaard met de mogelijkheid profinet-apparaten te dupliceren binnen de engineering tool. Gebruikers hoeven zo slechts één keer te parametreren en kunnen de instellingen daarna naar behoefte kopiëren. Zelfs bij een apparaatwissel helpt integrated connectivity. Als een beschadigde sensor moet worden vervangen, zorgt het systeem voor de automatische overdracht van alle in de besturing vastgelegde parameters naar het nieuwe apparaat. De sensor is direct klaar voor gebruik.

Het barcode-positioneringssysteem BPS 300i (links in de afbeelding), is uitgerust met integrated connectivity.

De sensoren IPS 200i/400i voor fijnpositionering in de intra logistiek zijn uitgerust met integrated connectivity.

Kwaliteitsbewaking

Integrated connectivity ondersteunt niet alleen bij de ingebruikname, maar ook bij de machinebewaking (conditiebewaking). Installatie-exploitanten hebben voor een efficiënt bedrijf antwoorden nodig op vragen als: draait de installatie probleemloos? Wanneer moet ik onderhoud plannen? De geïntegreerde interface helpt om deze vragen te beantwoorden. Deze zorgt via de industrial Ethernet-communicatie niet alleen voor de overdracht van de eigenlijke proceswaarden, maar ook van diagnosegegevens, die in de besturing beschikbaar zijn. Zo kunnen via een barcodelezer alle kenmerkende gegevens worden uitgelezen voor het beheer van het apparaat. Hiertoe behoren bijvoorbeeld de serienummers of de software-/hardwareversie van de sensor. Aanvullend zijn er echter nog veel meer diagnoseparameters beschikbaar, zoals het aantal geslaagde en mislukte lezingen. Het systeem levert primair in een installatie met barcodelezers, maar ook voor elke individuele codelezing een kwaliteitsbeoordeling. Deze geeft uitsluitsel over de kwaliteit van de lezingen. De waarde ligt doorgaans tussen 90 en 95 procent en kan worden bewaakt, om afwijkingen tijdens lopend bedrijf vast te stellen, bijvoorbeeld door vervuiling of mechanische beschadigingen. Ook bewaking op afstand is met OPC UA als extra communicatiekanaal realiseerbaar. Dit is enerzijds mogelijk via de besturing, kan anderzijds echter aanzienlijk comfortabeler via Leuze sensoren worden opgelost. Deze zijn namelijk direct toegankelijk via OPC UA mogelijk. Installatie-exploitanten kunnen zo parallel aan het lopende proces hun apparaten bewaken. Zo weten ze op ieder moment hoe goed de installatie draait. Indien gewenst, kunnen deze gegevens ook in een cloud worden geladen – hiervoor zijn er geen beperkingen.

Integrated connectivity biedt voordelen bij de ingebruikname, processen kunnen worden geoptimaliseerd en de installatie kan zo op de best mogelijke wijze worden gebruikt.

Processen eenvoudig optimaliseren

Hoe kunnen processen op basis van de verzamelde gegevens worden geoptimaliseerd? Twee praktijkvoorbeelden op basis van barcodelezers laten zien hoe dit werkt. Eerste voorbeeld: het leesvenster van de sensor kan vervuilen. In sommige installaties gebeurt dit pas na jaren, bij andere sneller. Met de gegevensanalyse via OPC UA wordt het mogelijk om snel te bepalen welke sensor vervuild is. Op basis van de gegevens registreert software de leeskwaliteit van elk individueel decodeerproces. De software adviseert vervolgens om onderhoud uit te voeren bij barcodelezers met een slechtere kwaliteit. Tweede voorbeeld: ook het etiket zelf kan een probleem veroorzaken – bijvoorbeeld als de code is beschadigd of niet volledig is afgedrukt. In dit geval is het niet voldoende om een individuele sensor te bekijken voor het constateren van de fout. In plaats hiervan moet het gebrekkige etiket via verschillende meetstations worden gevolgd, zodat het kan worden opgespoord. Zo kunnen vergelijkbare analyses worden herkend en kunnen via het identificatienummer conclusies worden getrokken, zodat duidelijk wordt om welk etiket het gaat.

Integrated connectivity voor een optimaal bedrijf van de installatie

Conclusie: efficiënter op drie niveaus

Integrated connectivity biedt voordelen op meerdere niveaus. Het draagt bij aan een eenvoudigere ingebruikname en levert extra informatie voor de machinebewaking. Op basis van de informatie kunnen vooral processen worden geoptimaliseerd en kan de installatie zo optimaal worden gebruikt. Alle sensoren die Leuze bijvoorbeeld voor de veldbus-gestuurde automatisering in de intra logistiek ontwikkelt, zijn uitgerust met integrated connectivity. Installatie-exploitanten sparen hiermee tijd en geld.