Met open automatisering naar de geëlektrificeerde toekomst Audi kiest op zijn locatie Ingolstadt voor de carrosseriebouw van de volledig elektrische Audi Q6 e-tron-serie voor op PLCnext Technology van Phoenix Contact. Naast tal van functies voor IIoT-toepassingen biedt het open ecosysteem tevens geïntegreerde cybersecurity volgens de internationale IEC 62443-4-2-norm.
Uitgangssituatie
Samen de toekomst in
Phoenix Contact ondersteunt de overgang naar meer duurzaamheid met essentiële technologieën voor elektrificatie, netwerkkoppeling en automatisering. PLCnext Technology is één van deze technologieën. Het open ecosysteem heeft een verscheidenheid aan interfaces; van de sensor tot in de cloud. Op deze manier draagt het bij aan de continue informatiestroom in een CO2-neutrale productie. Naast de standaardprogrammering van PLC-systemen volgens IEC 61131-3 maakt PLCnext Technology ook het parallelle gebruik van hogere programmeertalen mogelijk, zoals C/C++, C# of Matlab Simulink. Beide talen werken gecombineerd in realtime op de PLCnext Control-besturingsfamilie. Dit betekent dat de productie profiteert van de expertise van zowel IT- als OT-specialisten. Het ecosysteem draagt zo ook bij aan de verandering in de automatisering van de productiefaciliteiten bij Audi.
De oplossing
Energiemeters, zoals het multifunctionele meetapparaat EEM-MA 370, registreren het verbruik
Verbetering van de broeikasgasbalans door geoptimaliseerde productieprocessen
Het is belangrijk om al in de productiefase van het voertuig de energievoetafdruk zo neutraal mogelijk te houden. Daarom heeft Audi zich tot doel gesteld om tegen 2025 in alle vestigingen over het geheel CO2-neutraal te produceren. Sinds begin 2024 is dit doel bereikt op de locatie in Ingolstadt. Vooral in de carrosseriebouw is het belangrijk om emissiewaarden te verbeteren door factoren als kwaliteit, beschikbaarheid en aanpasbaarheid te verbeteren. Elke nullast of uitworp van een carrosserie uit het productieproces leidt niet alleen tot kosten: de productiegerelateerde broeikasgasbalans neemt ook toe.
Om dit te voorkomen, past Audi tal van maatregelen toe, zoals uitschakelingen tijdens stilstand of het gebruik van energiemeters die geschikt zijn voor communicatie – bijv. het multifunctionele EEM-MA 370-meetapparaat van Phoenix Contact – om het verbruik te bewaken. Verdere optimalisatie op dit punt vereist transparantie over de energiestromen en gegevens die een storing aangeeft, zodra deze zich voordoet. Zelfs de kleinste kwaliteitsafwijkingen die in een vroeg stadium worden weergegeven, kunnen hier een cruciale bijdrage leveren. Het identificeren van extra potentieel voor verbetering in het procesverloop resulteert niet alleen in een kortere cyclustijd, maar ook in de optimalisatie van de energiebalans van elke afzonderlijke auto.
Naast functioneel veilige installatieautomatisering biedt PLCnext Control RFC 4072S een uitgebreide diagnose
Hogere programmeertalen parallel gebruiken
De veiligheidsbesturing RFC 4072S vormt de kern van de automatiseringsoplossing in de carrosseriebouw. Hun belangrijkste functie is ervoor te zorgen dat de voertuigen op een functioneel veilige manier worden gefabriceerd. Naast installatie-automatisering biedt de RFC 4072S een uitgebreide diagnose van alle processen evenals van de gegevens die relevant zijn voor de communicatie. Zoals reeds vermeld, wordt de programmeertaal IEC 61131-3, die gewoonlijk de voorkeur geniet voor het productieproces, aangevuld met het gebruik van hogere programmeertalen, zoals C/C++ of C#, die beter geschikt zijn voor complexe toepassingen in een realtime context.
98% van de bedieningsdisplays wordt gemaakt door een visualisatieassistent
Meer dan 30% tijdsbesparing bij het maken van de visualisering van installaties
In het project in Ingolstadt is de modulenorm die sinds 2004 is ontwikkeld op het voorgaande platform PC Worx, omgezet naar de nieuwe besturingstechnologie PLCnext Technology. Als gevolg van de nieuwe ontwikkelingen omvat de bibliotheek nu meer dan 600 modules om de vele voor de carrosseriebouw noodzakelijke processen optimaal te besturen. PLCnext Control RFC 4072S PN ondersteunt daarbij ook de machineveiligheid volgens IEC 62061 SIL 3 resp. EN ISO 13849-1 PL e. Het nieuwe automatiseringsplatform biedt webvisualisatie om de consistentie en integratie van data te verbeteren.
Een speciaal voor dit doel ontwikkelde visualisatieassistent genereert ongeveer 98% van de weergave automatisch. Hiervoor wordt data uit het gebruikersprogramma opgevraagd en wordt de visualisering van installaties gemaakt met behulp van meer dan 700 symbolen uit de nieuw aangemaakte systeembibliotheek. Dit geldt ook voor de transportsystemen, waar medewerkers alleen de zones mogen bedienen, die zichtbaar zijn. De generator creëert hier een individuele gebruikersinterface voor elk deel van de installatie. In deze context is het gelukt om de aanmaaktijd terug te brengen tot een derde van de tijd die voorheen nodig was: een aanzienlijk voordeel voor aanpassingen en inbedrijfstelling en.
Industriële pc's van Phoenix Contact worden als hoofd- en hulpbedieningspanelen op een voetstuk geïnstalleerd
Bedieningsstations voor directe toegang tot de installaties
De bedieningsstations die nodig zijn voor de werking van de installaties, kunnen via de ingebouwde switch van een drukknopkast met noodstop-knop flexibel worden geïntegreerd in het 1 GBit-installatienetwerk. Industriële p's uit de Basicline-serie met beschermklasse IP65 worden als hoofd- en hulpbedieningspanelen op een kolom bij de individuele robotcellen geïnstalleerd. De daar weergegeven stappenketens en diagnoses geven het bedienings- en onderhoudspersoneel direct toegang tot alle belangrijke data, zodat ze, indien nodig, snel op gebeurtenissen kunnen reageren. De bedieningspanelen die in de transporttechniek worden gebruikt, zijn van bijzondere aard. De eHMI-Linux-clients zijn ontwikkeld volgens de wensen van Audi. De focus lag hierbij op naleving van de internationale security-standaard IEC 62443 en eenvoudig update- en patchbeheer. Dit betekent dat het onderhoud van de industriële pc's optimaal is geïntegreerd in de beproefde onderhoudsprocessen en -procedures.
Samen met de Audi-managers werd er onder andere een integraal beveiligingsconcept uitgewerkt
Uitwerking van een integraal beveiligingsconcept conform IEC 62443
Het voortdurend toenemende aantal informatiebronnen – zoals sensoren en camera's evenals technologieën voor het waarborgen van processen en kwaliteit – leidt tot steeds grotere hoeveelheden gegevens en dus onvermijdelijk tot aanvalspunten die tegen ongeoorloofde toegang moeten worden beschermd. Audi begeleidt dergelijke projecten daarom altijd vanuit het perspectief van de cybersecurity. Concreet betekent dit dat Audi en Phoenix Contact als TÜV-gecertificeerde IEC 62443-3-3 Security Service Provider al in de planningsfase van het project een integraal beveiligingsconcept hebben uitgewerkt. Het concept implementeert de functionele systeemvereisten van IEC 62443-2-4. Bovendien werd een dreigingsanalyse gebruikt om maatregelen te definiëren en te implementeren om de beveiliging van de productiezone te vergroten.
Voor het optimaliseren van de productie en de daarmee samenhangende duurzaamheid van de gebruikte natuurlijke hulpbronnen zijn gegevens nodig, die veilig kunnen worden gebruikt. Door slimme elektrificatie, doeltreffende netwerkkoppeling en open automatisering legt Audi de basis voor een duurzame, toekomstbestendige productie evenals de flexibele integratie van nieuwe technologieën, zoals Machine Learning.
