S otevřenou automatizací do elektrifikované budoucnosti Ve svém závodě v Ingolstadtu sází společnost Audi při výrobě karoserií plně elektrické konstrukční řady Audi Q6 e-tron na PLCnext Technology od společnosti Phoenix Contact. Kromě mnoha funkcí pro aplikace průmyslového internetu věcí nabízí otevřený ekosystém také integrovanou kybernetickou bezpečnost v souladu s mezinárodní normou IEC 62443-4-2.
Výchozí situace
Společně a ve vzájemné spolupráci do budoucnosti
Společnost Phoenix Contact podporuje přechod k větší udržitelnosti tím, že poskytuje klíčové technologie pro elektrifikaci, síťové propojení a automatizaci. PLCnext Technology je jednou z těchto technologií. Otevřený ekosystém má řadu rozhraní od snímače až po cloud. Tímto způsobem přispívá k nepřetržitému toku informací v oblasti výroby, která je neutrální z hlediska emisí CO2. Kromě standardního programování systémů PLC podle normy IEC 61131-3 umožňuje PLCnext Technology také souběžné použití vyšších programovacích jazyků, jako jsou C/C++, C# nebo Matlab Simulink. Oba jazyky běží souběžně v reálném čase na řídicích jednotkách PLCnext Control. To znamená, že výroba může využívat odborné znalosti specialistů z oblasti informační techniky i provozní technologie. Ekosystém tak přispívá i ke změně automatizace výrobních zařízení ve společnosti Audi.
Řešení
Elektroměry, jako je multifunkční měřicí přístroj EEM-MA 370, zaznamenávají hodnoty spotřeby
Zlepšení bilance skleníkových plynů díky optimalizaci výrobních procesů
Je důležité, aby energetická stopa byla co nejneutrálnější již ve fázi výroby vozidla. Audi si proto stanovilo cíl dosáhnout do roku 2025 ve všech závodech výroby, která je z hlediska produkce CO2 neutrální. Tento cíl se v závodě v Ingolstadtu daří plnit od začátku roku 2024. Zejména ve výrobě karoserií je důležité zlepšit hodnoty emisí prostřednictvím ovlivňujících činitelů, jako je kvalita, dostupnost a adaptabilita. Každý doba nečinnosti nebo vyřazení karoserie z výrobního procesu má za následek nejen náklady: Zvyšuje se také stopa skleníkových plynů v souvislosti s výrobou.
Aby k tomu nedocházelo, využívá Audi řadu opatření, jako je vypínání v době nečinnosti nebo používání elektroměrů s možností komunikace – např. multifunkčního měřicího přístroje EEM-MA 370 od společnosti Phoenix Contact – k monitorování spotřeby. Další optimalizace v tomto bodě vyžaduje transparentnost toků energie a informace, které signalizují poruchu, jakmile se vyskytne. I ty nejmenší odchylky od kvalitativních požadavků, které jsou indikovány v časné fázi, zde mohou hrát zásadní roli. Identifikace dalších možností zlepšení v posloupnosti procesů vede nejen ke zkrácení doby cyklu, ale také k optimalizaci energetické bilance každého jednotlivého automobilu.
Kromě funkčně bezpečné automatizace zařízení nabízí PLCnext Control RFC 4072S komplexní diagnostiku
Souběžné používání vyšších programovacích jazyků
Základem automatizačního řešení ve výrobě karoserií je bezpečnostní řídicí jednotka RFC 4072S. Jejich nejdůležitější funkcí je zajistit, aby vozidla byla vyráběna funkčně bezpečným způsobem. Kromě automatizace zařízení nabízí RFC 4072S komplexní diagnostiku všech procesů a dat důležitých z hlediska komunikace. Jak již bylo uvedeno, programovací jazyk IEC 61131-3, který je obvykle preferován pro výrobní proces, je doplněn použitím vyšších programovacích jazyků, jako je C/C++ nebo C#, které jsou vhodnější pro komplexní aplikace v kontextu reálného času.
98 % všech provozních zobrazení je vytvořeno vizualizačním asistentem
Více než 30 % úspora času při vytváření vizualizace zařízení
V rámci ingolstadtského projektu byl modulový standard, vyvíjený od roku 2004 na předchozí platformě PC Worx, převeden na novou řídicí technologii PLCnext Technology. Díky vyvinutým novinkám nyní knihovna obsahuje více než 600 modulů pro optimální řízení mnoha procesů potřebných ve výrobě karoserií. PLCnext Control RFC 4072S PN podporuje také bezpečnost strojů podle IEC 62061 SIL 3 a EN ISO 13849-1 PL e. Nová automatizační platforma umožňuje webovou vizualizaci za účelem zvýšení konzistence a integrace informací.
Vizualizační asistent vyvinutý speciálně pro tento účel generuje přibližně 98 % provozních zobrazení automaticky. Za tímto účelem přistupuje k informacím z programu uživatele a vytváří vizualizaci zařízení pomocí více než 700 symbolů z nově vytvořené systémové knihovny. To se týká i dopravníkových zařízení, kde mohou zaměstnanci pracovat pouze na těch místech, která jsou vidět. Generátor vytvoří pro každou část zařízení individuální rozhraní operátora. V této souvislosti se podařilo zkrátit dobu vytváření na třetinu dřívějšího času: To je značná výhoda pro úpravy na míru a uvedení do provozu.
Průmyslové počítače od společnosti Phoenix Contact jsou instalovány jako hlavní a pomocné ovládací panely na sloupku
Stanice operátorů pro přímý přístup k zařízení
Stanice operátora, potřebné pro provoz systému, lze flexibilně integrovat do 1gigabitové systémové sítě přes vestavěný přepínač tlačítkové skříňky s tlačítkem nouzového zastavení. Průmyslové počítače konstrukční řady Basicline se stupněm krytím IP65 jsou instalovány jako hlavní a pomocné ovládací panely na sloupku u jednotlivých robotických buněk. Řetězce operací a diagnostika, které se zde zobrazují, poskytují pracovníkům obsluhy a údržby přímý přístup ke všem důležitým informacím, aby mohli v případě potřeby rychle reagovat na případné události. Zvláštností jsou ovládací panely používané v dopravní technice. Klienti eHMI Linux byli vyvinuti podle požadavků společnosti Audi. Důraz byl kladen na soulad s mezinárodní bezpečnostní normou IEC 62443 a na jednoduchou správu aktualizací a oprav. To znamená, že údržba průmyslových počítačů je optimálně integrována do osvědčených procesů a postupů údržby.
Společně s manažery Audi byla mimo jiné vyvinuta komplexní bezpečnostní koncepce
Vývoj ucelené bezpečnostní koncepce v souladu s IEC 62443
Trvale rostoucí počet informačních zdrojů – jako jsou snímače a kamery, stejně jako technologie pro zajištění procesů a kvality – má za následek rostoucí objemy dat, a tedy nevyhnutelně i místa útoku, která je třeba chránit před neoprávněným přístupem. Audi proto takové projekty vždy doprovází z hlediska kybernetické bezpečnosti. Konkrétně to znamená, že společnosti Audi a Phoenix Contact jako poskytovatel bezpečnostních služeb s certifikací TÜV IEC 62443-3-3 vypracovaly ucelenou koncepci zabezpečení již ve fázi plánování projektu. Koncepce implementuje funkční systémové požadavky IEC 62443-2-4. Dále byla na základě analýzy hrozeb definována a zavedena opatření ke zvýšení bezpečnosti výrobního areálu.
Optimalizace výroby a s ní spojená udržitelnost využívaných zdrojů vyžadují data, která lze bezpečně používat. Chytrou elektrifikací, efektivním propojením a otevřenou automatizací vytváří Audi základy pro udržitelnou, do budoucna zabezpečenou výrobu a flexibilní integraci nových technologií, jako je například strojové učení.
