Aby maszyny dla branży tworzyw sztucznych mogły sprostać rosnącym wymaganiom dotyczącym elastyczności, ich producenci muszą coraz więcej inwestować w rozwój oprogramowania użytkowego. Jednym ze sposobów na osiągnięcie znacznych oszczędności jest korzystanie z kodowanych wstępnie bloków oprogramowania. Takie modułowe podejście pozostawia programistom więcej czasu na optymalizowanie podstawowego procesu maszyny.
Nowoczesne maszyny do przetwórstwa tworzyw sztucznych są w stanie wytwarzać różne produkty bez istotnych przestawień mechanicznych. Jest to możliwe tylko dlatego, że coraz więcej funkcji realizowanych jest za pośrednictwem oprogramowania. Ponadto zamiast opracowania oddzielnych projektów programistycznych dla każdej maszyny lub serii maszyn, jeden projekt można obecnie po prostu dostosować do wymogów danej maszyny.
Większa elastyczność
"Bardziej intensywne wykorzystanie oprogramowania ogromnie zwiększa elastyczność maszyn" – zaznacza Christoph Trappl, kierownik projektu technologii mapp B&R. Producenci sprzętu mają ponadto do czynienia z ogromnym wzrostem czasu i zasobów używanych do rozwoju oprogramowania. Tu jest właśnie miejsce na koncepcję modułowych bloków programistycznych mapp.
"Programiści spędzają dużą część swojego czasu, wykonując podstawowe funkcje, które – choć istotne – nie stanowią wkładu w realizację głównego procesu urządzenia" – mówi Trappl. Chodzi tu o takie sprawy, jak systemy receptur, alarmów i zarządzania użytkownikami, a także zestaw funkcji dziennika nadzoru.
Automatyczna wymiana danych
Na potrzeby realizacji wszystkich tych najczęściej powtarzających się zadań programistycznych, firma B&R oferuje modułowe bloki programistyczne, które można skonfigurować za pomocą kilku kliknięć myszką. Te zakodowane wstępnie funkcje, znane jako komponenty mapp, wymieniają dane za pomocą modułu mapp Links. Na przykład komponent dziennika nadzoru automatycznie pobiera potrzebne informacje z komponentu zarządzania użytkownikami, bez konieczności napisania choćby jednej linijki kodu. Te funkcje mapp upraszczają tworzenie wszystkich rodzajów oprogramowania maszyny, umożliwiając programistom skupienie się na jej głównym procesie.
"Dzięki naszym specjalnie opracowanym komponentom mapp do maszyn do tworzyw sztucznych, potencjalne oszczędności w tej branży są jeszcze większe" – wyjaśnia kierownik projektu mapp, Michael Werner. "Doskonałym przykładem jest wtryskarka."
Wtryskarka zamyka i otwiera formę co najmniej jeden raz w każdym cyklu. W maszynie hydraulicznej, za ruch ten odpowiada siłownik hydrauliczny. Do sterowania położeniem formy potrzebny jest układ pomiarowy położenia – w przypadku osi hydraulicznej jest to zwykle potencjometr.
Czujnik ten dostarcza analogowy sygnał wejściowy, który musi być przeskalowany, następnie sam ruch jest sterowany za pomocą dwóch zadanych krzywych prędkości i ciśnienia. Wartości tych krzywych służą jako dane wejściowe dla pompy lub zaworu sterującego.
Automatyzacja przy minimum wysiłku
"Kod dla całego procesu może okazać się bardzo skomplikowany i czasochłonny", mówi Werner. "Natomiast technologia mapp pozwala zautomatyzować to zadanie i ograniczyć wysiłek do minimum. Jeden składnik obsługuje skalowanie sygnału wejściowego, podczas gdy inny korzysta z ustalonych wcześniej faz prędkości, ciśnienia i położenia w celu wykreślenia krzywych ciśnienia i wartości zadanych prędkości. Wreszcie trzeci komponent sczytuje te krzywe i przechodzi na wartości zadane prędkości i ciśnienia układu pompy.
Wartości zadane mogą być przenoszone do układu hydraulicznego poprzez wyjścia analogowe lub obsługiwane przez serwopompę napędzaną przez serwonapęd B&R ACOPOS. "Dla każdego z tych zadań istnieje również komponent mapp" – mówi Werner. Dla wariantów maszyny z innymi wymaganiami – na przykład innym typem układu hydraulicznego – odpowiednie komponenty mapp można łatwo wymienić.
Łatwa wymiana
Modułowość komponentów MAPP pozwala zamienić w dowolnym momencie dowolne ogniwo w łańcuchu innym komponentem z portfela mapp. Jeśli do pomiaru położenia zamiast potencjometru służy enkoder, można po prostu wymienić komponent skalowania wejścia, bez konieczności dokonywania zmian w pozostałej części aplikacji. Producenci sprzętu mogą również zastąpić w dowolnym czasie dowolny komponent mapp kodem opracowanym we własnym zakresie.
Liczne inne funkcje standardowe wtryskarek mogą być realizowane w ten sam sposób: począwszy od włączania wyrzutnika lub obrotu wytłaczarki plastyfikacji po przemieszczanie zespołu wtryskowego lub nawet samego procesu wtrysku. "Za pomocą komponentów mapp klient może szybciej i łatwiej implementować unikalne procesy swoich maszyn."
Łatwe sterowanie sekwencją
Dla każdej z tych aplikacji istnieje wyspecjalizowany komponent mapp, który jest w stanie wykreślić krzywą nastawy ciśnienia, prędkości itd. W przypadku formowania wtryskowego, dotyczy to przejścia od prędkości obrotowej podczas wtryskiwania do krzywej ciśnienia w fazie zwolnienia ciśnienia.
Aby zapewnić funkcjonowanie maszyny, trzeba jednak czegoś więcej niż tylko kontroli ruchu. Potrzebny jest również układ logiczny do sterowania, koordynowania i monitorowania kolejności operacji. "Wielu właścicieli maszyny chce również mieć możliwość modyfikowania tych sekwencji" – wyjaśnia Werner.
Technologia mapp ma również proste rozwiązanie tego problemu w postaci komponentu sekwensera. Sekwenser pozwala składać własne sekwencje z przygotowanego zestawu poleceń. Każdy krok oznacza wykonanie dokładnie jednego polecenia, które również można skonfigurować. Połączone kroki tworzą sekwencję, która jest następnie wykonywana przez sterownik. Użytkownik może łatwo skonfigurować kroki i ustalić dla nich parametry, aby szybko i pewnie stworzyć wysoce spersonalizowane sekwencje .
HMI w zestawie
Komponent sterowania działa bezproblemowo razem z odpowiednim widgetem UI, który pozwala użytkownikowi na tworzenie i konfigurowanie sekwencji bezpośrednio na panelu HMI. Widget i komponent sterowania, współpracując ze sobą, pozwalają łatwo zaprogramować sekwencje maszyny i wizualizować ich wykonanie.
"Innym standardowym wymogiem stawianym przed producentami urządzeń do przetwarzania tworzyw sztucznych jest implementacja interfejsów EUROMAP" – zauważa Werner. I w tym przypadku pomocny może być odpowiedni komponent mapp. "Tu właśnie widać jedną z największych zalet technologii mapp" – dodaje Christoph Trappl: "Bieżącym rozwojem i utrzymaniem elementów mapp zajmuje się w całości firma B&R" Ma to radykalny wpływ na koszty utrzymania oprogramowania. "W dodatku producenci sprzętu nie muszą troszczyć się o przyszłe aktualizacje standardu EUROMAP. Mogą być pewni, że we właściwym czasie dokonamy aktualizacji odpowiednich komponentów mapp".
Uniwersalne zastosowanie
Prasy wtryskowe to tylko jeden z rodzajów maszyn, które mogą być konstruowane dużo szybciej z użyciem technologii mapp. Na przykład prasa do formowania z rozdmuchiwaniem również wymaga rozwiązania problemu sterowania konfigurowalnymi sekwencjami. W przypadku tych aplikacjach sekwencje maszyn mogą znacznie różnić się między sobą, w zależności od tego, jakie opcje są zainstalowane i jakiego rodzaju element jest produkowany. Dzięki swobodzie programowania poleceń, rozwiązanie problemu sterowania sekwencjami w technologii mapp odpowiada wymaganiom każdego rodzaju maszyny.
"Oczywiście, funkcja generowania krzywej nastaw dla zespołu mocującego lub wyrzutnika nie jest ograniczona jedynie do formowania wtryskowego" – podkreśla Werner. Równie dobrze może być używana do zacisku lub wyrzutnika maszyny do wytłaczania z rozdmuchiwaniem. Wymagania standardowe, ale specyficzne dla danej maszyny – takie jak kontrola grubości ścianki – również mogą być spełnione dzięki technologii mapp.
Christoph Trappl, Kierownik ds. Produktów - technologia mapp, B&R
"Z pomocą technologii mapp, szeroki wachlarz rozwiązań dla branży tworzyw sztucznych można opracowywać szybciej i łatwiej."