Med åpen automatisering inn i den elektrifiserte fremtiden Audi benytter PLCnext Technology fra Phoenix Contact ved fabrikken i Ingolstadt til karosseribyggingen av den helelektriske Audi Q6 e-tron-serien. I tillegg til en rekke funksjoner for IIoT-applikasjoner tilbyr det åpne økosystemet også integrert Cyber Security i samsvar med den internasjonale standarden IEC 62443-4-2.
Utgangssituasjon
Sammen og i samarbeid inn i fremtiden
Phoenix Contact støtter overgangen til større bærekraft ved å tilby nøkkelteknologi for elektrifisering, nettverking og automatisering. PLCnext Technology er en av disse teknologiene. Det åpne økosystemet har en rekke grensesnitt, fra sensoren til nettskyen. På denne måten bidrar den til en kontinuerlig informasjonsflyt innen CO2-nøytral produksjon. I tillegg til standardprogrammering av PLS-systemer i samsvar med IEC 61131-3, muliggjør PLCnext Technology også parallell bruk av høynivåspråk som C/C++, C# eller Matlab Simulink. Begge språkene kjører i kombinasjon i sanntid på PLCnext Control-familien. Dette betyr at produksjonen drar nytte av ekspertisen til både IT- og OT-spesialister. Økosystemet bidrar dermed også til endringen i automatiseringen av produksjonsanleggene hos Audi.
Løsning
Energimålere som den multifunksjonelle måleren EEM-MA 370 registrerer forbruket
Forbedring av klimagassbalansen gjennom optimaliserte produksjonsprosesser
Det er viktig å holde energifotavtrykket så nøytralt som mulig helt fra kjøretøyets produksjonsfase. Audi har derfor satt seg som mål å oppnå karbonnøytral produksjon ved alle fabrikker innen 2025. Dette målet har blitt nådd ved anlegget i Ingolstadt siden begynnelsen av 2024. Spesielt innen karosseribygging er det viktig å forbedre utslippsverdiene gjennom å påvirke faktorer som kvalitet, tilgjengelighet og tilpasningsevne. Hver gang et karosseri står uten last eller kastes ut av produksjonsprosessen, fører det ikke bare til kostnader: Det produksjonsrelaterte klimagassavtrykket øker også.
For å forhindre at dette skjer, bruker Audi en rekke tiltak, som for eksempel avstengning ved inaktivitet eller bruk av kommunikasjonsvennlige energimålere - for eksempel den multifunksjonelle måleren EEM-MA 370 fra Phoenix Contact - for å overvåke forbruket. Ytterligere optimalisering på dette punktet krever åpenhet om energiflyten og informasjon som indikerer en funksjonsfeil så snart den oppstår. Selv de minste kvalitetsavvikene, som indikeres på et tidlig stadium, kan gi et avgjørende bidrag her. Identifisering av ytterligere forbedringspotensial i prosesssekvensen resulterer ikke bare i kortere syklustid, men også i en optimalisering av energibalansen for hver enkelt bil.
I tillegg til funksjonell sikkerhet for systemautomatisering, tilbyr PLCnext Control RFC 4072S omfattende diagnostikk
Bruk av høynivåspråk i parallell
Det sikkerhetsrelaterte styringssystemet RFC 4072S utgjør kjernen i automatiseringsløsningen i karosseribyggingen. Deres viktigste funksjon er å sikre at kjøretøyene er produsert på en funksjonell sikker måte. I tillegg til systemautomatisering tilbyr RFC 4072S omfattende diagnostikk av alle prosesser og data som er relevante for kommunikasjon. Som allerede nevnt suppleres IEC 61131-3-programmeringsspråket, som vanligvis foretrekkes i produksjonsprosessen, med høynivåspråk som C/C++ eller C#, som egner seg bedre til komplekse applikasjoner i sanntidssammenheng.
98 % av driftsdisplayene er laget av en visualiseringsassistent
Over 30 % tidsbesparelse ved anleggsvisualisering
I Ingolstadt-prosjektet har modulstandarden som er utviklet siden 2004 på forgjengerplattformen PC Worx, blitt konvertert til den nye styringsteknologien PLCnext Technology. På grunn av den nye utviklingen består biblioteket nå av mer enn 600 moduler for optimal styring av de mange prosessene som kreves for en karosseribygging. PLCnext Control RFC 4072S PN støtter også maskinsikkerhet i henhold til IEC 62061 SIL 3 og EN ISO 13849-1 PL e. Den nye automatiseringsplattformen tilbyr webvisualisering for å øke konsistensen og integreringen av informasjon.
En visualiseringsassistent som er spesialutviklet for dette formålet, genererer rundt 98 % av driftsdisplayene automatisk. For å gjøre dette får den tilgang til informasjon fra brukerprogrammet og skaper anleggsvisualiseringen ved hjelp av over 700 symboler fra det nyopprettede systembiblioteket. Dette gjelder også for transportbåndsystemene, der de ansatte bare har lov til å betjene de områdene som er synlige. Generatoren oppretter et individuelt brukergrensesnitt for hver del av systemet. I denne sammenhengen har det vært mulig å redusere installasjonstiden til en tredjedel av den tiden som tidligere var nødvendig: en betydelig fordel for tilpasning og igangkjøring.
Industri-PC-er fra Phoenix Contact er installert som hoved- og hjelpekontrollpaneler på en sokkel
Betjeningsstasjoner for direkte systemtilgang
Betjeningsstasjonene som kreves for systemdriften, kan integreres fleksibelt i 1-gigabit-systemnettverket via den innebygde bryteren i en trykknappboks med nødstoppbryter. Industri-PC-er fra Basicline-serien med IP65-beskyttelse er installert som hoved- og hjelpekontrollpanel på en søyle ved de enkelte robotcellene. Trinnkjedene og diagnosene som vises der, gir drifts- og vedlikeholdspersonalet direkte tilgang til all viktig informasjon, slik at de kan reagere raskt på hendelser hvis det er nødvendig. Kontrollpanelene som brukes i transportteknikken er en spesiell funksjon. EHMI Linux-klientene ble utviklet i henhold til Audis ønsker. Fokuset her var på overholdelse av den internasjonale sikkerhetsstandarden IEC 62443 og enkel oppdaterings- og patchhåndtering. Dette betyr at vedlikeholdet av industri-PC-er er optimalt integrert i de velprøvde prosessene og prosedyrene for vedlikehold.
Blant annet er det utviklet et omfattende sikkerhetskonsept sammen med Audi-sjefene
Utvikling av et helhetlig sikkerhetskonsept i samsvar med IEC 62443
Det stadig økende antallet informasjonskilder - som sensorer og kameraer samt teknologier for å sikre prosesser og kvalitet - fører til stadig større datamengder og dermed uunngåelig til angrepspunkter som må beskyttes mot uautorisert tilgang. Audi følger derfor alltid med på slike prosjekter ut fra et Cyber Security-perspektiv. Konkret betyr dette at Audi og Phoenix Contact, som TÜV-sertifisert IEC 62443-3-3 Security Service Provider, har utviklet et helhetlig sikkerhetskonsept allerede i planleggingsfasen av prosjektet. Konseptet implementerer de funksjonelle systemkravene i IEC 62443-2-4. I tillegg ble det gjennomført en trusselanalyse for å definere og iverksette tiltak for å øke sikkerheten i produksjonsområdet.
Optimalisering av produksjonen og den tilhørende bærekraften til ressursene som brukes, krever data som kan brukes på en sikker måte. Gjennom smart elektrifisering, effektiv nettverking og åpen automatisering legger Audi grunnlaget for bærekraftig, fremtidsrettet produksjon og fleksibel integrering av ny teknologi som maskinlæring.
