Z otwartą automatyzacją w zelektryfikowaną przyszłość W zakładzie Audi w Ingolstadt w spawalni, gdzie powstają całkowicie elektryczne Audi serii Q6 e-tron, zastosowano PLCnext Technology firmy Phoenix Contact. Oprócz licznych funkcji dla aplikacji IIoT, otwarty ekosystem oferuje również zintegrowane cyberbezpieczeństwo zgodnie z międzynarodowym standardem IEC 62443-4-2.
Sytuacja początkowa
Razem i wspólnie w przyszłość
Phoenix Contact wspiera bardziej zrównoważony rozwój poprzez dostarczanie kluczowych technologii dla elektryfikacji, sieci i automatyzacji. PLCnext Technology jest jedną z tych technologii. Otwarty ekosystem ma wiele interfejsów, od czujnika po chmurę. W ten sposób przyczynia się do ciągłego przepływu informacji w produkcji neutralnej pod względem emisji CO2. Oprócz standardowego programowania systemów PLC zgodnie z normą IEC 61131-3, PLCnext Technology umożliwia również równoległe korzystanie z języków wysokiego poziomu, takich jak C/C++, C# lub Matlab Simulink. Oba języki działają w połączeniu w czasie rzeczywistym na sterownikach z rodziny PLCnext Control. Oznacza to, że produkcja korzysta z wiedzy zarówno specjalistów IT, jak i OT. W ten sposób ekosystem przyczynia się również do zmian w automatyzacji zakładów produkcyjnych Audi.
Rozwiązanie
Liczniki energii, takie jak wielofunkcyjny miernik EEM-MA 370, rejestrują zużycie energii
Poprawa bilansu gazów cieplarnianych poprzez optymalizację procesów produkcyjnych
Ważne jest, aby ślad energetyczny był jak najbardziej neutralny już na etapie produkcji pojazdu. Dlatego Audi postawiło sobie za cel osiągnięcie neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla produkcji we wszystkich zakładach do 2025 roku. Cel ten został osiągnięty w zakładzie w Ingolstadt od początku 2024 roku. Szczególnie w przypadku spawalni karoserii samochodowych ważne jest, aby poprawić wartości emisji poprzez wpływanie na czynniki takie jak jakość, dostępność i zdolność adaptacji. Każda praca bez obciążenia lub usunięcie karoserii z procesu produkcyjnego nie tylko powoduje koszty: wzrasta również bilans gazów cieplarnianych związanych z produkcją.
Aby temu zapobiec, Audi stosuje liczne środki, takie jak wyłączenia w czasie bezczynności lub wykorzystanie liczników energii, np. wielofunkcyjnego miernika EEM-MA 370 firmy Phoenix Contact, do monitorowania zużycia. Dalsza optymalizacja na tym etapie wymaga przejrzystości przepływów energii i informacji, które sygnalizują awarię natychmiast po jej wystąpieniu. Nawet najmniejsze odchylenia od jakości, które są sygnalizowane na wczesnym etapie, mogą mieć tutaj decydujący wpływ. Identyfikacja dodatkowego potencjału poprawy przebiegu procesu skutkuje nie tylko skróceniem czasu cyklu, ale także optymalizacją bilansu energetycznego każdego pojedynczego samochodu.
Oprócz bezpieczeństwa funkcjonalnego automatyzacji systemu, PLCnext Control RFC 4072S zapewnia kompleksową diagnostykę
Równoległe korzystanie z języków wysokiego poziomu
Sterownik bezpieczeństwa RFC 4072S stanowi rdzeń rozwiązania automatyzacji w spawalni. Jego najważniejszą funkcją jest zapewnienie bezpieczeństwa funkcjonalnego produkcji pojazdów. Oprócz automatyzacji RFC 4072S oferuje kompleksową diagnostykę wszystkich procesów i danych istotnych dla komunikacji. Jak już wspomniano, język programowania IEC 61131-3, który jest zwykle preferowany w procesie produkcyjnym, jest uzupełniany przez użycie języków wysokiego poziomu, takich jak C/C++ lub C#, które są lepiej dostosowane do złożonych aplikacji w kontekście czasu rzeczywistego.
98% wyświetlaczy operacyjnych jest tworzonych przez asystenta wizualizacji
Ponad 30% oszczędności czasu podczas tworzenia wizualizacji systemu
W projekcie Ingolstadt standard modułowy rozwijany od 2004 roku na poprzedniej platformie PC Worx został przekonwertowany na nową technologię sterowania PLCnext Technology. Dzięki nowym rozwiązaniom biblioteka obejmuje obecnie ponad 600 modułów, które pozwalają optymalnie sterować wieloma procesami wymaganymi w spawalni. PLCnext Control RFC 4072S PN obsługuje również bezpieczeństwo maszyn zgodnie z IEC 62061 SIL 3 i EN ISO 13849-1 PL e. Nowa platforma automatyzacji zapewnia wizualizację internetową w celu zwiększenia spójności i integracji informacji.
Specjalnie opracowany w tym celu asystent wizualizacji automatycznie generuje około 98% wskaźników obsługi. W tym celu uzyskuje dostęp do informacji z programu użytkownika i tworzy wizualizację systemu za pomocą ponad 700 symboli z nowo utworzonej biblioteki systemowej. Dotyczy to również przenośników, gdzie pracownicy mogą obsługiwać tylko te obszary, które są widoczne. Generator tworzy indywidualny interfejs użytkownika dla każdej części systemu. Tutaj możliwe było skrócenie czasu tworzenia do jednej trzeciej czasu wymaganego wcześniej: wyraźny atut przy modyfikacjach i uruchamianiu.
Komputery przemysłowe firmy Phoenix Contact są instalowane jako główne i pomocnicze panele sterowania na kolumnie
Stacje obsługi zapewniające bezpośredni dostęp do systemu
Stacje obsługi niezbędne do działania systemu można elastycznie zintegrować z 1-gigabitową siecią systemową za pomocą wbudowanego przełącznika skrzynki z przyciskiem zatrzymania awaryjnego. Komputery przemysłowe z serii Basicline o stopniu ochrony IP65 są instalowane jako główne i pomocnicze panele sterowania na kolumnie przy poszczególnych stanowiskach robota. Wyświetlane tam cykle kroków i diagnostyka zapewniają personelowi obsługi u utrzymania ruchu bezpośredni dostęp do wszystkich ważnych informacji, dzięki czemu w razie potrzeby mogą szybko reagować na zdarzenia. Nietypowe są panele sterowania stosowane w układach przenośnikowych. Moduły klienckie eHMI Linux zostały stworzone zgodnie z życzeniami Audi. Skupiono się tutaj na zgodności z międzynarodowym standardem bezpieczeństwa IEC 62443 oraz prostym zarządzaniu aktualizacjami i poprawkami. Oznacza to, że konserwacja komputerów przemysłowych jest optymalnie zintegrowana ze sprawdzonymi procesami i procedurami utrzymania ruchu.
Wspólnie z pracownikami Audi opracowano między innymi kompleksową koncepcję bezpieczeństwa
Opracowanie kompleksowej koncepcji bezpieczeństwa zgodnie z normą IEC 62443
Stale rosnąca liczba źródeł informacji - takich jak czujniki i kamery, a także technologie zapewniające procesy i jakość – prowadzi do coraz większych ilości danych, a w konsekwencji nieuchronnie do punktów narażonych na atak, które muszą być chronione przed nieautoryzowanym dostępem. Dlatego Audi zawsze towarzyszy takim projektom z perspektywy cyberbezpieczeństwa. Konkretnie oznacza to, że Audi i Phoenix Contact, jako dostawca usług bezpieczeństwa z certyfikatem TÜV IEC 62443-3-3, opracowali kompleksową koncepcję bezpieczeństwa już w fazie projektu. Koncepcja ta realizuje wymagania funkcjonalne systemu określone w normie IEC 62443-2-4. Ponadto analiza zagrożeń została wykorzystana do zdefiniowania i wdrożenia środków mających na celu zwiększenie bezpieczeństwa obszaru produkcyjnego.
Optymalizacja produkcji i związany z nią zrównoważony rozwój wykorzystywanych zasobów wymagają danych, które można bezpiecznie wykorzystywać. Dzięki inteligentnej elektryfikacji, efektywnej sieci i otwartej automatyzacji, Audi kładzie podwaliny pod zrównoważoną, przyszłościową produkcję i elastyczną integrację nowych technologii, takich jak uczenie maszynowe.
