Endüstri 4.0 sistemlerinde Emniyet konsepti Standartlaştırılmış SmartFactoryOWL

Üretim hatları sürekli daha modüler, akıllı, kişiselleştirilebilir ve haberleşebilir olmaktadır. Ancak eksik olan şey tamamlayıcı emniyet cihazları, haberleşme arayüzleri, kullanıcı yazılımı ve emniyet sertifikasyon belgelerini içeren doğru emniyet stratejisidir.
 

 

► İlginizi Çekebilir: Dijital Markalama

Makineler gibi enerjiyle çalışan ekipmanlar Avrupa'da Makine Yönetmeliğine tabidir. Üreticiler yönetmeliğe uygun olduklarını CE işareti ve AB Uygunluk Beyanıyla belgelendirmek zorundadır. Bugüne kadar makinelerin çoğu statikti ve çoğunlukla fabrikada bitişik makinelerle bağlantı yapılması öngörülmezdi. Bu proses, emniyet perspektifinden ilgili arayüzlerin değerlendirilmesini ve doğrulanmasını gerektirir. AB Uygunluk Beyanını içeren genel CE işareti tüm makinelerde olmalıdır. Önceden makine altbirimlerinin arayüzleri ve birbirlerine bağımlılığı bilinmediğinden bu yaklaşım gereklidir. İleriye yönelik Endüstri 4.0 projesinde bu yaklaşımı, haberleşme konseptini ve veri yönetimini yeniden düşünmek gerekir.
 

►İlginizi Çekebilir: QUINT Power Plus 

 

Endüstri 4.0 teknik sistemlerin gereksinimlerini çıkarmak, çözüm stratejilerini uygulamak ve fonksiyonel testleri gerçekleştirmek için bazı araştırma projelerinden oluşur. 2015'in sonlarında açılan Fraunhofer Derneği ve Ostwestfalen-Lippe Üniversitesi Uygulamalı Bilimlerin bir girişimi olan SmartFactoryOWL ; Almanya Lemgo'da yaklaşık 2,000 metrekare araştırma tesisinde yer alır. Hem bir araştırma merkezi hem de gerçek bir üretim tesisi olup heyecan verici ilave üretim tekniklerini ve pazara sürülmeye hazır nihai ürünleri kapsar. SmartFactoryOWL bilgi ve teknoloji transferi, küçük ve orta ölçekli üreticiler, sistem ve ekipman işaretleme ve endüstriyel dijitalleşmede sistem ve ekipman temini için bir platform olarak işlev görür. Burada pilot üretim hatları kurulabilir ve bunlar Endüstri 4.0 çözüm modülleriyle test edilerek üretim sistemleri ve süreçler optimize edilir veya personel eğitilir.
 

Lemgo'da yaklaşık 2,000 metrekare SmartFactoryOWL araştırma tesisi 2015'in sonlarında açılmıştır
(resim: Endüstriyel Merkez IT (CIIT))
 

 

Modüler montaj sistemi uyarlanabilirlik, tak&çalıştır ve kullanıcı dostu gibi özellikler ve karakteristikler sergiler. Farklı ürünler ve ileriye yönelik çözümler Fraunhofer Uygulama Merkezi Endüstriyel Otomasyon (IOSB-INA) ve Endüstriyel Kurum IT (inIT) de yönetici olan Prof. Dr. Jürgen Jasperneite'nin son kontrolünde karşılaştırılır; amaç proses istasyonlarının transfer sistemine güvenli bağlantısına imkan veren bir sistemdir.
 

Mekanik perspektiften SmartFactoryOWL pilot fabrikası parça transfer sistemi ve çeşitli modüler proses istasyonlarından oluşur

Phoenix Contact'ın Emniyet Uzmanlık Merkezi konsepti benimsenmiştir. Emniyet uzmanları şirketin tescilli SafetyBridge Teknolojisi ile gerçek zamanlı Profinet IO Ethernet protokolünü birlikte kullanmayı önermiştir. Makinelerin her biri ağ ve kontrolörden bağımsız emniyet çözümü ve yaygın haberleşme standardını kullanarak birbirlerine bağlanabilir. 
 

SafetyBridge modülleri standart I/O modülleriyle esnek şekilde kombine edilebilir
 

 

Her proses istasyonunun transfer sistemine otomatik bağlanan ve SafetyBridge teknolojisi sayesinde genel emniyet fonksiyonlarını etkinleştiren kendi emniyet kontrol lojiği vardır. Proses istasyonu transfer sistemiyle emniyetli bağlantı sağlandığında ve hiçbir emniyet gereksinimi eksik kalmadığında üretime başlar. Proses istasyonunun ayrıldığına işaret eden bir butona basılır. Bu operatöre bağlantıyı sonlandırmak için gerekli zamanı bırakır.
 

Proses istasyonları kolayca bağlanabilir ve bir butona basarak sinyal alınabilir 
 

Transfer sistemi kesinti olmadan çalışmaya devam eder. Bağlantı sonlanmazsa butona basmanın prosese etkisi yoktur. Bağlantının sonlandırılması sinyalle bildirilmemesi veya gecikmesi transfer sisteminin ve proses istasyonunun acil duruşunu tetikler. Proses istasyonunda özel bir bakım modu da vardır, bu sistem transfer sisteminden uzak istasyonlarda üretim kesintisi olmadan onarım ve bakım yapılmasını sağlar. Üreticiler bu modu makinelerini test etmek için kullanır.

Bu emniyet stratejisi makineler arası arabirimleri standartlaştırmak ve karşılıklı bağımlılıkları tanımlamak, kontrol etmek ve dikkate almak için kullanılır. Tüm makineler fabrikada kontrol edilir, çalıştırılır ve belgelendirilir. Proses istasyonları Makine Yönetmeliği maddelerine göre birbirlerinin yerine geçebilir olarak beyan edilir. Kullanıcılar istasyonları transfere bağlayabilir ve kendi ihtiyaçlarına göre çalıştırabilirler. Kullanım kılavuzunda emniyetli çalışma bilgileri mevcuttur. Beyana dayalı bu yaklaşım forklift, tarım ve imalat makinelerinde verimliliğini kanıtlamıştır. Proses istasyonlarının Makine Yönetmeliği altında değiştirilebilir ekipman olarak tanımlanması operatörü yönetmeliğin bürokratik gerekliliklerinden kurtarır. Makineleri büyük değişiklikler yapmadan veya birbirlerine bağlamadan emniyetli ve gerektiği gibi çalıştırır. Emniyet Uzmanlık Merkezi modüler, uygun maliyetli bir emniyet konsepti yaratmış ve sunmuştur. Konseptin uygulama için elverişli olduğu kanıtlandığında üniversal, emniyetli bir kontrol çözümü olarak benimsenir.

Emniyet Uzmanlık Merkezi emniyetle ilgili kapsamlı hizmetler vermektedir. Makine Yönetmeliği ile uyumlu standartlardan oluşturulan emniyet yaşam döngüsü bazında sunulur. Emniyet yaşam döngüsü makine imalatında gerekli fonksiyonel emniyetle ilgili tüm yasal ve yönetmelikle ilgili gereksinimleri karşılayan bir süreci ayrıntılı olarak planlar. Bu yapısal yaklaşım standarda uygun olmayı kolaylaştırır.Kullanıcılar makinelerinde değişiklik yaparsa, makineleri birbirlerine bağlarsa veya bitmemiş makineleri monte ederek bitmiş hale getirirse bazı durumlarda makine imalatçısı konumuna gelirler.
 

Kapsamlı hizmetler Makine Yönetmeliği ile uyumlu standartlardan oluşturulan emniyet yaşam döngüsü bazında sunulur

Makine imalatçıları ve sistem integratörlerine bu proseste risk yönetiminden emniyet fonksiyonlarının belirlenmesine ve programlama ve fonksiyonel teste kadar destek ve yardım sağlanır. Emniyet Uzmanlık Merkezi seminerler de sunmaktadır. İki seminer kategorisi vardır, biri emniyet teknolojisine diğeri emniyet ürünlerine odaklanır. İlk eğitime katılanlara temel bilgi verilir veya bilgiler tazelenir. Zamanla emniyet teknolojisi hakkında derinlemesine bilgi elde ederler ve bunu belgelemek için TÜV belgesi alırlar. Bu emniyet seminerlerinde katılımcılar Phoenix Contact ürün ve sistemleriyle emniyet fonksiyonlarının emniyetli, verimli uygulamasını öğrenirler. Tescilli emniyet donanımı ve yazılımı kullanan firmalar Emniyet Uzmanlık Merkezinin teknik tanımlamalardan planlamaya ve uygulamaya kadar sağladığı hizmetlerden yararlanırlar (standart prosese entegrasyon dahil).


 

Phoenix Contact'ın SafetyBridge Teknolojisi (SBT) giriş/çıkış modülleri emniyetle ilgili sinyalleri alıp-verir. Emniyet fonksiyonlarını kendi yerine getirdiği için emniyet kontrolörü veya güvenli fieldbus sistemi gerekmez. SBT modülleri Profibus veya Profinet gibi hibrit ağlara da esnek şekilde konulabilir. Tek gereken kullanılan kontrolöre bağlı olarak Inline montaj sisteminden uygun bus modülünü seçmektir.
 

SafetyBridge Teknolojisi birçok emniyet yapısını kurmak için kullanılabilir

SBT lojik modülü her birinde 16 emniyetli giriş olan 16 uzak emniyet I/O modülüne kadar haberleşir. Böylece 256 emniyetli girişten veri alınabilir veya bir SBT adasıyla 136 emniyetli çıkış üzerinden gönderilebilir. Standart bir kontrol ünitesinden bu tip 31 ada çalıştırılabilir. Böylece SafetyBridge Teknolojisi büyük ölçekli, modüler yapıda makine ve sistemlere monte edilebilir. SIL 3 ve PL e'ye kadar tüm emniyet gereksinimlerini karşılayan I/O modülleri Safeconf yazılımıyla kolayca konfigüre edilir. Yazılım emniyet lojiğini konfigüre etmek için de kullanılır. Ayrıca emniyet program kodu online görülebilir ve diyagnostik sonuçları metin formatında alınabilir, ikisi de Safeconf tarafından desteklenmektedir.

Alpay Samen
Phoenix Contact Türkiye- Endüstri Yönetimi ve Otomasyon Ürün Yönetmeni