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  • 深孔鑽井機器的有效通訊與自動化

伊頓的 XV300 多點觸控面板和 SmartWire-DT 通訊系統提供現代化、有效的通訊系統

     

mrm² 解決方案不僅能讓我們為客戶提供更短的前置時間,還能加快試運轉速度並簡化維護作業。

Jost Eppinger, TIBO Tiefbohrtechnik GmbH 總經理
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模組化軟體和硬體可加快機器設計流程。

透過將智慧 I/O 對應與現代通訊系統相結合,可以在快速且符合特定應用要求的情況下,實施靈活的機器設計。模組化系統使 Tibo 能夠根據客戶的精確需求量身訂做深孔鑽井機器。同時,mrm² 也是基於伊頓強大的 XV300 多點觸控面板和 SmartWire-DT 通訊系統,而開發出完美的控制概念。此解決方案也包含整合所有可能機器類型的標準軟體。只需選擇或取消選擇所需的組件,應用軟體即可適應相應的機器類型。

背景

借助模組化系統的客製化機械

mrm² automatisierungstechnik gmbh 是想法和產品的自動化認證專家。它為機器配備了智能自動化技術,並提供諮詢、軟體開發、電氣設計、電氣組裝、機械設計以及特殊的機器建造 - 所有適用於高度複雜專案的個別解決方案。

凸輪軸、噴油嘴、鑽孔管、液壓缸 – 生產任何組件都需要進行深孔鑽孔。深孔鑽孔涉及鑽孔深度比其直徑大上許多倍的孔洞,也就是 10 倍或以上的係數。此流程幾乎在所有製造領域都使用,例如小規模用於醫療或太空技術,也用於石油和天然氣產業或造船業,其中需要巨大鑽井直徑和高達 12,000 公釐的鑽井深度且更廣泛。

這些應用的共同之處在於,它們非常專業,並仰賴專為特定用途客製化設計的深孔鑽井機,而 TIBO Tiefbohrtechnik GmbH 專精這類機械。該公司已開發出模組化系統,讓機器能夠根據這些經過測試與考驗的系統組件,特別因應專業使用者的需求。這樣一來,就能快速實現對個別機器的需求,這通常使得交貨能在下訂單後的四到六個月內完成,視機器類型而定。

挑戰

降低工程成本,同時啟用更新

Tibo 常務董事 Jost Eppinger 表示:「系統模組化不僅應該反映在硬體或機器組件當中,也應該反映在控制概念中」。到目前為止,控制軟體必須針對各種機器類型重新設計,無論是槍鑽、BTA 鑽、銑床或特殊的深孔鑽機。視組態而定,這表示每次都會建立新的程式或刪除不必要的程式。軟體中的基本修改必須針對每個控制程式分別實作,也就是針對每部機器實作。我們需要一種全新的現代控制概念,不僅能降低工程成本,還能加速機器的安裝和試運轉,並簡化操作。Tibo 向來自德國巴德迪岑巴赫的 mrm² automatisierungstechnik gmbh 下訂單。該公司專精於為機器配備智慧型自動化系統,從諮詢階段到軟體開發,再到控制面板的設計與建造。

解決方案

模組化應用軟體與 SmartWire-DT 結合使用

mrm² 開發了一種控制概念,其中應用軟體和硬體的設計方式是所有機器類型和選項都基於相同的程式和單一電路圖。

mrm² 使用伊頓的自動化組件實作概念:不僅因為 mrm² 是伊頓解決方案合作夥伴,更重要的是,因為各種伊頓系統是模組化、彈性設計概念的完美搭配。解決方案以 15 吋 XV 觸控面板為基礎:「Tibo 希望其深孔鑽井機盡可能直覺化且操作簡單」,mrm² 常務董事 Martin Rieg 說。這可透過伊頓的 XV300 面板進行,並採用多點觸控技術。

使用 XV300 HMI/PLC 的重要功能:

  • 強大的圖形處理器支援高解析度圖形和快速影像變更的使用者介面設計。
  • 許多介面,例如附帶安全控制器通訊的 Modbus TCP。
  •  它也可以用作 Profibus 主控端。 
  • 整合式 PLC 功能的編程是以最新版的 CODESYS (IEC 61131 標準)為基礎

SmartWire-DT 取代控制機櫃(IP67)內外所有組件的傳統控制配線。通訊系統連接深孔鑽機內的所有伊頓自動化組件,例如 RMQ 系列的指示裝置和 PKE 馬達保護斷路器,以及與 XV300 HMI/PLC 的馬達保護/接觸器組合,並傳達其資料 – 視類型而定,各機器包含 7 到 30 多個這些裝置。 控制端子的位置是非常彈性的。

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結果

降低工程成本,加快試運轉速度

mrm² 的應用程式專案經理 Marius Hetmank 表示:「使用 SmartWire-DT,我們可以輕鬆在輸入和輸出層級將系統模組化加以可視化」。

「系統會自動搜尋已連接的組件,而在安裝期間,只需在軟體中選擇每個組件,即可為其分配相應的輸入或輸出。相較於在控制面板內佔用不必要的預留位置,這種由 mrm² 專門開發的 I/O 對應方式更為優秀。

Marius Hetmank 表示:「這個模組化的概念不僅在應用軟體中顯而易見,還直接延伸到控制面板的設計」。「可輕易選擇客製化機器所需的組件,並自動整合在電路圖中。這樣,每個控制面板都是量身訂做的。」

此模組化標準應用程式軟體現在為所有可能的機器類型奠定基礎,每種機器都擁有超過 20 種不同的選項。Marius Hetmank 解釋說:「更新或新選項會自動適用於所有不同的機器類型」。

將 XV300 與模組化軟體和 SmartWire-DT 結合使用,可大幅降低工程和維護成本,後者則降低約三分之二。而且 PKE 馬達保護斷路器與 SmartWire-DT 的結合也支援能源測量。

Martin Rieg 表示:「這是 Tibo 的另一個要求,因為它允許客戶看到使用 EcoDrill 設定在其機器上可以節省多少能源」。

目前,這些資料是透過控制終端顯示,且僅用於報告目的。然而,也正在計畫使用資料進行預測性維護 – XV300 配備必要的乙太網路介面,可將資料從機器傳輸至雲端或邊緣運算系統進行評估。

由於具有高度的靈活性,多點觸控面板也可以用作 Profibus 主控端,從而透過週邊模組,協助其他製造商的裝置無縫整合。對於 Tibo 和 mrm² 而言,這項技術也提供了另一項重要優勢:SmartWire-DT 可大幅加快系統的配線速度。

「SmartWire-DT 與標準配線相比,可節省約 35% 的時間。」 從多方面獲得正面回饋:在控制面板本身由 mrm² 執行的初始配線期間;接著再一次的是 Tibo 在客戶設施中組裝系統以便客戶接收時;最後,當新的深孔鑽井機拆除,然後在客戶處所安裝和試運轉時。