Nyílt automatizálással a villamosított jövőbe Az Audi a Phoenix Contact PLCnext technológiájára támaszkodik a teljesen elektromos Audi Q6 e-tron sorozat karosszériagyártásánál az ingolstadti telephelyén. A nyílt ökoszisztéma az IIoT-alkalmazások számos funkciója mellett integrált kiberbiztonságot is kínál a nemzetközi IEC 62443-4-2 szabványnak megfelelően.
Kiindulási helyzet
Együtt és együttműködve a jövőbe
A Phoenix Contact a villamosítás, hálózatba kötés és automatizálás kulcstechnológiáinak rendelkezésre bocsátásával támogatja a nagyobb mértékű fenntarthatóságot célzó átalakulást. A PLCnext Technology egyike ezeknek a technológiáknak. Ez a nyílt ökoszisztéma számos interfészt tartalmaz az érzékelőktől a felhőig. Ily módon hozzájárul a CO2-semleges termeléssel kapcsolatos átfogó információáramláshoz. A PLCnext Technology a PLC-rendszerek IEC 61131-3 szabvány szerinti programozása mellett lehetővé teszi a magas szintű nyelvek, például a C/C++, a C# vagy a Matlab Simulink párhuzamos használatát is. Mindkét nyelv együttesen, valós időben fut a PLCnext Control család vezérlőiben. Ezáltal a gyártás mind az IT-, mind az OT-szakemberek szakértelmét hasznosítja. Az ökoszisztéma így hozzájárul az Audi termelő létesítményei automatizálásának átalakulásához is.
Megoldás
Energiamérők mérik a fogyasztást, ilyen például az EEM-MA 370 multifunkcionális mérőkészülék
Az üvegházhatású gázok mérlegének javítása optimalizált termelési folyamatok révén
Fontos az, hogy a járműnek már a gyártásától kezdve a lehető legsemlegesebb legyen az energialábnyoma. Az Audi ezért azt a célt tűzte ki maga elé, hogy 2025-re valamennyi telephelyén CO2-semleges egyenlegű termelést valósítson meg. Ezt a célt az ingolstadti telephelyen már 2024 eleje óta sikerült elérni. Különösen a karosszériagyártásban fontos a kibocsátási értékek javítása olyan befolyásoló tényezők révén, mint a minőség, a rendelkezésre állás és az alkalmazkodóképesség. Minden egyes üresjárat vagy egy karosszéria kizsilipelése a gyártási folyamatból nem csak költségeket okoz: a gyártáshoz kapcsolódó üvegházhatású gázok egyenlege is növekszik.
Ennek megelőzése érdekében az Audi számos intézkedést tesz, ilyen a lekapcsolás az üresjáratoknál vagy a fogyasztás felügyeletére szolgáló kommunikációképes energiamérők használata – ilyen például a Phoenix Contact EEM-MA 370 multifunkcionális mérőkészüléke. A további optimalizáláshoz ezen a ponton az energiaáramlás átláthatóságára van szükség, valamint olyan információkra, amelyek a zavart a bekövetkeztekor azonnal jelzik. Az előírt minőségtől való, idejekorán jelzett legapróbb eltérések is döntő mértékben hozzájárulhatnak ehhez. A folyamatok lefolyásában rejlő további fejlesztési lehetőségek felismerése nemcsak rövidebb ciklusidőt eredményez, hanem az egyes autók energiamérlegének optimalizálását is.
A funkcionálisan biztonságos létesítményautomatizálás mellett a PLCnext Control RFC 4072S átfogó diagnosztikát is kínál
Magas szintű nyelvek párhuzamos használata
Az RFC 4072S biztonsági vezérlő képezi a karosszériagyártás automatizálási megoldásának magját. Legfontosabb feladata az, hogy a járművek gyártása funkcionálisan biztonságos módon történjen. Az RFC 4072S a berendezések automatizálásán túlmenően az összes folyamat és a kommunikáció szempontjából lényeges adatok átfogó diagnosztikáját kínálja. Amint már említettük, a gyártási folyamatban általában előnyben részesített IEC 61131-3 programozási nyelvet kiegészítik az olyan magas szintű nyelvek, mint a C/C++ vagy a C#, amelyek jobban megfelelnek a valós idejű komplex alkalmazásokhoz.
A kezelési kijelzések mintegy 98%-át egy megjelenítési varázsló készíti
Több, mint 30%-os időmegtakarítás a berendezések megjelenítésének létrehozásakor
Az ingolstadti projektben a 2004 óta a PC Worx elődplatformon kifejlesztett részegység-szabványt az új PLCnext Technology vezérlőtechnológiára alakították át. Az új fejlesztéseknek köszönhetően a könyvtár most már több, mint 600 modult tartalmaz, amelyekkel optimálisan vezérelhető a karosszériagyártáshoz szükséges számos folyamat. A PLCnext Control RFC 4072S PN támogatja az IEC 62061 SIL 3 és az EN ISO 13849-1 PL e szerinti gépbiztonságot is. Az információk konzisztenciájának és integrációjának növelése érdekében az új automatizálási platform webes megjelenítést is kínál.
A kifejezetten erre a célra kifejlesztett megjelenítési varázsló a kezelési kijelzések mintegy 98%-át automatikusan generálja. Ebből a célból hozzáfér a felhasználói programból származó információkhoz, és az újonnan létrehozott rendszerkönyvtár több mint 700 szimbólumának segítségével létrehozza a berendezések megjelenítését. Ez vonatkozik a szállítóberendezésekre is, ahol a munkatársak csak az általuk belátható területeket kezelhetik. A generátor a létesítmény minden egyes részéhez egyedi kezelőfelületet hoz létre. Ebben az összefüggésben sikerült a létrehozási időt a korábban szükséges idő egyharmadára csökkenteni: ez jelentős előny az illesztések és az üzembe helyezés szempontjából.
A Phoenix Contact ipari PC-i fő és mellék kezelőpultként vannak egy-egy álló oszlopra szerelve
Kezelőállomások a berendezések közvetlen eléréséhez
A létesítmény üzemeltetéséhez szükséges kezelőállomások rugalmasan integrálhatók az 1 gigabites létesítményi hálózatba a vészleállító nyomógombbal ellátott nyomógombos dobozba beépített switch-en keresztül. A Basicline sorozat IP65 védettségű ipari PC-it fő- és mellék kezelőpultként egy-egy álló oszlopra szerelik az egyes robotcelláknál. Az ott megjelenített lépésláncokon és diagnosztikákon keresztül a kezelő- és karbantartó személyzet közvetlenül hozzáférhet minden fontos információhoz, így szükség esetén gyorsan reagálhatnak az eseményekre. Különlegességnek bizonyulnak az anyagmozgatásban használt kezelőpultok. Az eHMI Linux klienseket az Audi kívánságai szerint fejlesztettük ki. Itt a hangsúly az IEC 62443 nemzetközi biztonsági szabványnak való megfelelésen, valamint az egyszerű frissítés- és javításkezelésen volt. Ez azt jelenti, hogy az ipari PC-k karbantartása optimálisan integrálódik a karbantartás bevált folyamataiba és eljárásaiba.
Az Audi felelős vezetőivel közösen többek között egy átfogó biztonsági koncepciót is kidolgoztunk
Teljes körű biztonsági koncepció kidolgozása az IEC 62443 szabvány szerint
A folyamatosan növekvő számú információforrás – például érzékelők és kamerák, valamint a folyamatokat és a minőséget biztosító technológiák – egyre nagyobb adatmennyiséget eredményez, és következésképpen elkerülhetetlenül olyan támadási pontokhoz vezet, amelyeket védeni kell az illetéktelen hozzáférés ellen. Az Audi ezért az ilyen projekteket mindig kiberbiztonsági szempontból kíséri. Konkrétan ez azt jelenti, hogy az Audi és a Phoenix Contact, mint a TÜV által tanúsított IEC 62443-3-3 biztonsági szolgáltató, már a projekt tervezési szakaszában teljes körű biztonsági koncepciót dolgozott ki. A koncepció megvalósítja az IEC 62443-2-4 szabvány funkcionális rendszerkövetelményeit. Ezen túlmenően a fenyegetéselemzés alapján meghatároztuk és végrehajtottuk a termelési terület biztonságának növelését célzó intézkedéseket.
A termelés optimalizálásához és a felhasznált erőforrások fenntarthatóságához biztonságosan felhasználható adatokra van szükség. Az intelligens villamosítás, a hatékony hálózatba kötés és a nyílt automatizálás révén az Audi megteremti a fenntartható, biztos jövőjű termelés alapjait, valamint az új technológiák, például a gépi tanulás rugalmas integrációját.
