Уламжлалт нэг тэнхлэгт хөдөлгүүрүүдийн оронд суурьшинга! Олон тэнхлэгт EtherCAT шийдлүүд аж ахуйн нэгжид хэдэн төгрөг хэмнэж өгч байна?

Яагаад олон тэнхлэгт серво хөдөлгүүрүүдийн архитектур шууд дотоодын инфраструктурт хэмнэлт үзүүлдэг вэ?

Давхардмуйн компонентүүдийг арилгах: Гадаад дахин тараагч коммутатор, хаб, цуваа холболтын давтагчид байхгүй

Олон тэнхлэгт серво хөдөлгүүрүүд нь хуучин нэг тэнхлэгт системүүдтэй харьцуулж, бүх удаа хяналтын функцүүдийг нэг хайрцагт нийлүүлдэг, түүнд нэмж хэрэглэдэг нэмэлт сүлжээний төхөөрөмжүүдийн оронд. Бүх зүйлс нийлүүлдэг үед, түүнд холбогч төхөөрөмжүүд, хүндлэлт төхөөрөмжүүд, аюултай дайси-чейн давтагч төхөөрөмжүүдийн шаардлагагүй болдог. Түүдгүүд нь системийг илүү нарийн болгож, алдаа гарах газрын тоог нэмж, хугацааны дунд хувьд компаниудад илүү их зардал үүсгэдэг. Нэг умныхаа олон тэнхлэгт ухаалаг хөдөлгүүрт багтаах нь үйлдвэрлэгчдийн хувьд зөвхөн хүртэл хүртэл 15–20 хувь хорогдуулдэг, мөн түүднүүд нь холболтын асуудлын үүсэх магадлалыг илүү багасгаж, системийг илүү надёжным болгодог. Зарим автоматжуулалтын үр дүнгийн тайлангууд нь традициональ арга хэмжээс харьцуулж, нийлүүлсэн системүүд нь цахилгаан холболтуудын тоог гурван дөрөвт нь багасгадог. Түүнээс шууд дүгнэлт хийж болдог: суурилуулалт хурдан явдог, мөн нэмэлт сүлжээний төхөөрөмжүүдийн үйлдэлд анхаарах шаардлагагүй болдог. Гэтдэ, хялбар дизайн нь суурилуулалт үед хүчин төгсгөл шүүх үйлдлийн хугацааг 40 хувь багасгадог.

Шүүдэрнүүрний зай ба утасны холбогч багасгал: Хоёр- ба дөрвөн тэнхлэгт хөдөлгүүрүүд шүүдэрнүүрний газрын хэмжээг хүртэл 60% хүртэл багасгана

Хөдөлгүүр системүүдийн хувьд нэгтгэсэн тохиргоо нь физик доторх бүтцүүдийн шаардлагыг тун их хэмжээгүй бууруулж, олон хэмжээсний хөдөлгүүр удирдлагын блокуудыг нэг нэгжид багтааж, тусдаа суурьлуулж буй хөдөлгүүрүүдтэй харьцуулж үзэх үед таван арван хувь (60%) илүү шүүрт хавтасны зайг чөлөөлж өгдөг. Хуваалцан ашиглагдаж буй тогтмол гүйдэлт шинэлт (DC bus) ба дотоод холбоосын хагас дамжуулагч портууд бүх талд хэрэглэх утасны тоог тун их хэмжээгүй бууруулж, утасны тоог 70-85 хувь хүртэл бууруулж, хана дотроо утас татаж буй цахилгаан хоолойнуудын тоо, холболтын цэгт утасны төгсгөлд хийх ажлын хэмжээ бууруулж, мөн суурьлуулж буй ажлын хугацаа ба зардал хоёрыг хэмжээгүй бууруулж өгдөг. Талын техникчидын мэдээллийн дагуу, суурьлуулж буй ажлын хугацаа тун их хэмжээгүй 30 хувь хүртэл бууруулж өгдөг. Бүүр бүүр үүнээс үүдсэн үнэний давуу талууд бүүр бүүр байдаг. Бага хэмжээсний удирдлагын шүүрт хавтаснууд нь хадгалуулах материалуудын үнэний хэмжээг бууруулж, мөн бүүр бүүр дулаан ялгаруулж буй хэмжээ бууруулж, түүн дагуу объектын хөхрүүлэх шаардлагыг бууруулж өгдөг. Хязгаарлагдмуйн орон зайн нөхцөлд ажиллаж буй үйлдвэрлэгчдийн хувьд, төвөгтэй бүтцүүдийн хөдөлгүүр шийдлүүд нь квадрат фут (кв. фут) орон зайнд 3:1 харьцаагаар хөдөлгүүрүүдийн тоог хангаж, үйлдвэрлэлийн шугамуудыг өргөтгөхийн тулд оршин буй объектын том өөрчлөлтүүдийн шаардлагыг бууруулж өгдөг.

EtherCAT-ийн тодорхой үр дүн нь шууд зардлыг бүүрдүүлэх хүч

Нэг микросекундээс бага хэлбэрлэлт ба тархисан цагууд нь олон тэнхлэгт серво хөдөлгүүрүүдийн нарийн синхронизацийг хангаж – хөдөлгүүрүүдийн алдаа ба үнэт харилцан үйлдэлт хувиргалтын хохиролыг бүүрдүүлж

EtherCAT-ийн тархисан цагуудын систем нь синхронизацийг нэг микросекундээс бага түвшинд хүртүлж, үүнээс олон тэнхлэгт хөдөлгүүрүүдийн тогтоомжийн асуудлууд үлдэхгүй. Түүнчлэн, түүний нарийн тодорхойлолт нь өмнөх талбайны шинжүүрүүдтэй харьцуулж серво байршлын алдааг 90% хүртүлж бүүрдүүлж, харилцан үйлдэлт хувиргалтын асуудлуудын тоо бүүрдүүлж, хөдөлгүүрүүдийн хохиролын хэмжээ мөн бүүрдүүлж. Бодит үр дүн мөн гайхалтай. Жишээлбэл, бүрэлдүүлэлтийн компаниуд EtherCAT-түүнд суурилж серво хөдөлгүүрүүд рүү шилжин, хөдөлгүүрүүдтэй холбоотой зогсолтууд 40% хүртүлж бүүрдүүлж. Понемон Институтын 2023 онд индустриал автоматикад зогсолтуудын зардал талаарх судалгаанаас үүнд нэг үйлдвэрлийн шугамд жилийн турш 740 000 доллар хүртүлж хэмнэж.

Нэг кабель, нэг хүрээлэн бүрдүүлсэн холбоо, 10 000-с дээш зангилаа хүртэл масштаблагдаж, түүн дотор төрөл бүрийн тэнхлэгүүдийн холбооны ачаалал ~70% хүртэл буурмуй

EtherCAT-ийн "Fly" технологи нь 65 мянга гаруй төхөөрөмжийг нэг л кабелийн тусламжтайгаар нэг дор холбох боломжийг олгодог. Энэ нь маш нарийн, маш бага тоног төхөөрөмж шаарддаг нэг зүйлээр маш нарийн, одны хэлбэртэй сүлжээг солино. Компаниуд уламжлалт цэгээс цэгт холбогдсон утасны харьцуулахад кабелийн хэрэглээг 60-80 хувиар хэмнэж, мөн системийн дамжин өнгөрөх хугацааг багасгаж байгаагаа мэдэгджээ. Харилцаа холбооны хугацаа 1000 орчим орчим орчим микро секундэд буурч, инженерүүд одоо энэ сүлжээг байгуулахдаа хагас цаг зарцуулдаг. Томоохон үйлдвэрлэгчид ч үр дүнгээ олж үзсэн бөгөөд зарим нь коммутатор, давтагч зэрэг нэмэлт техник хэрэгсэл хэрэглэхгүйгээр системийг 10 мянга гаруй узгаас дээш өргөжүүлэхдээ харилцаа холбооны ачаалал 70 хувиар буурсан гэж мэдэгджээ. Эдгээр сайжруулалт нь мөнгө хэмнэхэд нөлөөлж, нэг үйлдвэр өндөр түвшний роботын системээр 5 жил ажилласнаас хойш бараг 2 сая ам.долларын хэмнэлтийг гаргасан байна.

Эзэмдлийн нийт зардал: Олон тэнхлэгт серво хөдөлгүүр vs. Нэг тэнхлэгт талбусын шинжүүр ашиглан суурилуулалт

Утас, хөдөлмөр хадгалалт: CANopen/PROFIBUS-тэй харьцуулж 60–80% бага утас, гуурцаг, төгсгөлд холбогч

Олон тэнхлэгт серво хөдөлгүүрүүдийн хувьд, тус системүүд нь 2-4 тэнхлэгийн хяналтыг нэг нягт бүтэц дотор нь нэгдүүлдэг. Энэ архитектура физик инфраструктурын шаардлагыг хүчтэй бүүр бүүр бууруулдэг. Бид CANopen эсвэл PROFIBUS системүүдтэй харьцуулж, кабельд 60–80% хүртэл хорогдуулалт шаардагдах суурин газрын тавилан дээрх тохиолдлуудын тухайд ярина. Түүн дээр юу оршоо? Хүмүүс цахилгааны хоолойн зуун километр урт хоолойг татах, зуун наад захын төгсгөл цэгүүдийн холбогдлыг хийх, мөн үүрдний үеийн хүнд бүтээмжит кабель холбоосыг цуглуулахад цаг их зарцуулж байгаа үед — одоо ийм ажил нь бүүр бүүр хөнгөрдөг. Жишээлбэл, түүрүүн 50 тэнхлэгт үйлдвэрлэлийн шугамын хувьд, зөвхөн меднээс хийгдсэн кабельд хийгдсэн хорогдуулалт нь ойролцоогоор 18 000 доллар АНУ-ын долларын хэмжээнд хүрдэг. Мөн ажилчдын цагийн хорогдуулалт тухайд ч ярина. Одоо суурин газрын тавилан дээрх хөдөлгүүр бүрт нь зөвхөн нэг цахилгааны хоолой ба нэг EtherCAT кабель л холбогдож, үүрдний үеийн системүүдтэй харьцуулж, мотор бүрт тусдаа кабель холбогдож байгаа үед — одоо ийм ажил нь бүүр бүүр хөнгөрдөг. Цахилгааны шүүртүүр (кабинет) цуглуулах ажил нь мөн хурдан дуусдэг, бүтээмж 40–65% хүртэл хурдасдэг. Түүн дээр бүх систем нь илүү хурдан ажиллаж эхлэдэг.

ТБО-гийн нууц түлш: Инженерийн цаг хугацаа, баталгаажуулалтын цикл, эд ангиудын нөөц, урт хугацааны засвар

Хөрдлөгийн хэмнэлттэй хамт олон отын серво хөдөлгүүрүүд нь үйл ажиллагааны амьдралын цикл даяар нууц зардалтай:

• Инженерийн зардал стандартчилсан топологи болон угаардсан програмчлалыг ашиглахдаа 30~50% бууруулдаг
• "Daisy-chained" холболттой холбоотой сигналын бүрэн бүтэн байдлын эрсдлийг арилгаснаар баталгаажуулалтын циклийг богино болгоно
• Захиалгын эд ангиудын нөөц 60%-иар буурсан
• ЭтерКАТ-ын оношилгооны тусламжтайгаар эрүүл мэндийн төвлөрсөн хяналтын тусламжтайгаар урьдчилан таамаглах үйлчилгээг хялбар болгодог

Үйлдвэрлэлүүд бага дутагдалтай тул жилийн засварын зардал 35%-иар бага байна гэж мэдээлж байна. Холбоочдын халдвар, кабелийн гэмтлээс үүдэлтэй төлөвлөсөнгүй зогсонги цаг нь томоохон хэмжээгээр буурсан нь багтаамж зэрэг өндөр үйл ажиллагааны цагтай үйлдвэрлэлийн хувьд чухал ач холбогдолтой бөгөөд энэ нь цаг хугацааны 740 мянган долларын өртөгтэй байна (Ponemon Institute Үйлдвэрийн автоматжуулалтын зогсоолны зардал , 2023).

Нэрлэгдэх хохирол: ОЕМ-үүд яагаад эргэлздэг вэ?

Хэдийгээр олон огийн серво хөдөлгүүрийг хэрэгжүүлэхдээ нийт өртгийн хэмнэлтийг 35-42%-ийн хооронд харуулж байгаа ч олон OEM компаниуд эдгээр системийг үйл ажиллагаагаа явуулахад нь тэмцэж байна. Дорнод талд үндсэндээ дөрвөн гол саад байдаг. Эхлээд шинэ технологийг харилцах стандартыг өөрчлөх хуучин тоног төхөөрөмжүүдтэй нэгтгэхэд тулгардаг толгой өвдөлт. Мөнгөн асуудал ч байдаг. Хэн ч сар дараа нь харагдах хөрөнгө оруулалтын шууд үр дүнгүй, өндөр хэмжээний хөрөнгө оруулалтын талаар ярихыг хүсэхгүй. Сэргээх ажилтнууд EtherCAT технологийн талаар зөв сургалтгүй байдаг бөгөөд энэ нь бас нэг саад үүсгэдэг. Энэ шинэ технологитой машиныг шинэчлэх үед үйлдвэрлэлийг зогсоох хамгийн муу мөрөөдөлтэй бүхнийг мартаж болохгүй. Эдгээр хүчин зүйлүүд бүгдээрээ нэгдэж туннелийн төгсгөлд хүлээгдэж буй урт хугацааны санхүүгийн үр ашигтай хэдий ч маш их эргэлзэл үүсгэдэг.

Хамгийн сайн арга гэж юу вэ? Хамгийн түрүүнд чухал бус үйлдвэрлэлийн шугамаар өөрчлөлт оруулж жижигхэн зүйлээс эхлээрэй. Энэ нь компаниудад бүх зүйлээ хийхээс өмнө хэр сайн ажилладаг эсэхийг шалгах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь боломжит эрсдэлийг бууруулахад тусалдаг. Гэрчилгээтэй түншүүдтэй хамтран ажиллах нь ч утгатай. Эдгээр хүмүүс шинэ системийг нэгтгэх, ажилчдыг зөв бэлтгэх талаар сайн мэддэг. Тэд хөдөлгөөний хяналтын туршлагатай бол үнэхээр үйл явцыг хурдасгах боломжтой. Цаг хугацааны явцад зардал нь харагдахад олон тулгуурт серво хөдөлгүүрүүд нь нэг тулгуурт зориулсан сонголттой харьцуулахад анхаарах ёстой зүйл байдаг. Судалгаанаас харахад зөвхөн утасны болон хөдөлмөрийн өртөг 60-80 хувиар хэмнэгдэж байна. Энэ нь маш хурдан ойлгомжтой. Бидний үзсэн туршилтын төслүүдийн ихэнх нь бага хэмжээний нөөц, багахан цаг хугацааны засвар үйлчилгээний тусламжтайгаар нэг жил хагасын дотор үр дүнгээ олж чаддаг. Мөн модуль хөдөлгүүрүүдийн загварыг мартаж болохгүй. Тэд үйл ажиллагааг бүрэн зогсоохгүйгээр тогтмол засвар үйлчилгээний үеэр хялбар солилцоог зөвшөөрдөг. Мөн тэд хуучин тоног төхөөрөмжөөр ажилладаг тул аль хэдийнээ байгаа зүйлээ хаях шаардлагагүй.