A TwinCAT IoT kifejlesztésével tökéletes kiegészítő modult alkotott a Beckhoff a már bevált TwinCAT3 automatizálási szoftverhez. A TwinCAT IoT alaprendszerrel gyorsan, hatékonyan hozhatók létre az Ipar 4.0 irányelveihez illeszkedő és IoT-eszközökhöz kapcsolódó alkalmazások, a legkülönfélébb megoldások kidolgozását lehetővé téve különböző ipari területeken. Az egyik legújabb példa erre a dán Carheal nevű vállalat járműfényező kamrája, melynek festékszórási folyamatait TwinCAT IoT segítségével vezérlik.
A Carheal-ről röviden
A Henrik Bro Christensen által alapított Carheal nem más mint egy javítóműhelyeket összefogó internetes felület és hálózat, amely kisebb autósérüléseket úgynevezett „Smart Repair” (magyar jelentése: Intelligens Javítás) rendszerrel orvosol. Alaptörekvésének lényege, hogy a hagyományos szervizekkel szemben korszerű alternatívát nyújtson a járművek karosszériáján, festésében, belső terében, szélvédőjén vagy fényszóróján keletkezett kisebb sérülések olcsó, gyors javítása terén. A „Smart Repair” elnevezésű, kül- és beltérben egyaránt használható, önálló egységet képező kamra kifejlesztésével mind a környezetre gyakorolt hatások, mind az energiafogyasztás és a felhasznált nyersanyagok tekintetében új irányt képviselő rendszert alkotott a gyártó. Világszerte hét teljes rendszert telepítettek 2016 szeptembere és 2017 augusztusa között Ausztráliában, Angliában, Norvégiában, Hollandiában, Németországban, Dániában és az USA-ban.
A kamra belső terének kialakítása kiváló feltételeket biztosít kisebb festési hibák gyors, célirányos javításához. A megfelelő fényviszonyok és kifinomult szerszámok különösen fontosak a jó minőségű fényezéshez.
A gépkocsik festésében keletkezett kisebb mértékű sérülések gyors kijavítására szolgáló, „Smart Repair” (magyar jelentése: Intelligens Javítás) elnevezésű fényezőkamráival kulcsrakész összeállítást kínál a Carheal az autójavító műhelyek számára. Ez a rendszer hagyományos értelemben véve nem festi újra a teljes karosszériafelületet, csupán közvetlenül az érintett területet. Az ügyfelek szempontjából mindez azért előnyös, mert még a leadás napján átvehetik megjavított autóikat. A Carheal alapítója és ügyvezető igazgatója, Henrik Bro Christensen ezekkel a fényezőkamrákkal nem csupán a munkavégzés minősége és sebessége vonatkozásában szeretne új mércét felállítani, hanem a legszigorúbb környezetvédelmi elvárások tekintetében is. Az Ipar 4.0 elképzeléseihez következetesen igazodva felhőalapú rendszerrel építi össze termékét Christensen. Célja, hogy a fényezőkamrák kialakítása révén a legkorszerűbb automatizálási képességek mellett a világon bárhol használható, intelligens vállalati szolgáltatásokat nyújtó, igény szerint bővíthető megoldást kínáljon. Mindehhez a Beckhoff által kidolgozott IoT‑technológiát használja. A Smart Repair fényezőkamrák különlegessége egy újszerű légtisztító rendszer, amely tökéletesen védi a környezetet: a beltéri levegőt nem a szabadba juttatja ki, hanem egy belső szűrőrendszer segítségével, a hígítószerek maradványainak teljes eltávolítását követően újrakondicionálja azt. Ezzel az eljárással jelentősen javítható a levegőellátás minősége, és elkerülhető a szennyező részecskék kibocsátása. Ezt a fejlett keringetőrendszert egy ARM-alapú, CP6606 típusú panel PC vezérli, melyen TwinCAT 3 automatizálási szoftver fut.
Az ábrán a különféle kamratípusok áramköri kialakításai és kommunikációs jelútjai láthatók.
A fényezőkamrák összes lényeges jellemzője – például levegőminőség vagy az egyes festési folyamatok állapota – egy vezérlőfelületen jelenik meg.
Egyszerű felhőalapú kommunikáció TwinCAT IoT segítségével
A „Smart Repair” fényezőkamrák a TwinCAT IoT szoftvermodul segítségével kapcsolódnak a felhőhöz. A TwinCAT IoT számos különféle, folyamatadatok szabványos protokollokkal történő továbbítását, valamint felhőszolgáltatók különleges adatátviteli és kommunikációs szolgáltatásainak igénybevételét támogató funkciót tartalmaz. Ezek a szolgáltatások futhatnak akár nyilvános felhőrendszereken, ilyen például a Microsoft Azure™ vagy az Amazon Web Services™, akár zárt, helyi hálózatokon is.
A Carheal által járműjavító műhelyek számára kifejlesztett „Smart Repair” kamra, melynek belső, újszerű légtisztítórendszere megóvja a műhelyek levegőjét az oldószeres szennyeződéstől.
Az IoT-vezérlő szerepét betöltő CP6606 típusú PC a TwinCAT 3 PLC és a TwinCAT IoT szoftvermodullal együtt akadálymentes hidat képez az IoT és IoS (szolgáltatások internete) világ között a Carheal által kifejlesztett rendszerben. A cég „Smart Repair” fényezőkamráinak analóg és digitális érzékelőitől származó, valós időben rögzített jeleket az információk fontosságától és jellegétől függően öt másodpercenként, illetve öt- vagy tízpercenként a TwinCAT IoT a Microsoft Azure IoT Hub-ba továbbítja. Többek között a kamra elhelyezkedésével és általános állapotával, a szűrő üzemidejével, a levegőminőséggel, az egyes munkafázisok időtartamával, valamint az energia- és festékfogyasztással kapcsolatos információkat hordoznak ezek az adatok. A rendszer riaszt, ha az illékony szerves vegyületekre vonatkozó határértékeket elérik vagy meghaladják a mért szintek.
Elsősorban azért a Beckhoff vezérlőkörnyezetére esett a választás, mert a TwinCAT IoT segítségével közvetlenül a PLC-logika szintjéről lehet elérni a Microsoft Azure IoT Hub-ot, még ARM-alapú, kisméretű központi egységek esetében is – amilyennel a CP6606 típusú PC is rendelkezik.
Egy ARM-alapú, CP6606 típusú panel PC vezérli a fényezőkamra légtisztító rendszerét.
Az adatok felhőalapú begyűjtése és kiértékelése még új terület a Carheal számára, de Henrik Bro Christensen abban reménykedik, hogy tevékenységének bővítése során sok előnyre tehet szert ezzel a technológiával. Ésszerűnek látszik felhőalapú adatkapcsolatot alkalmazni, különösen a Carheal fényezőkamrái iránti kereslet és a szolgáltatók számának nemzetközi szinten tapasztalható bővülése miatt. Ennek a rendszernek a segítségével a világ számos pontján, különféle szervereken garantáltan biztonságosan tárolhatók információk. Az adatokat már fel is használják kulcsfontosságú működési mutatók (KPI-k) mérésére, melyek segítségével a műszaki jellemzőkkel és az üzemeltetéssel kapcsolatos információk nyerhetők ki, emellett fokozható a Carheal fényezőkamrák szervizelésének hatékonysága is. Amennyiben egy javítóműhelyben több ilyen kamra is üzemel, ezek adatai összehasonlíthatók egymással, és felfedhetők a potenciális optimalizálási lehetőségek. További előnyt jelent, hogy előrejelző karbantartás is megvalósítható a rendszerrel: egy fényezőkamra mérési értékeinek követésével már korán kimutatható például, hogy szükséges-e a szűrőket, illetve érzékelőket cserélni, vagy a festéket utántölteni. Mindezek eredményeképpen jelentősen mérsékelhetők a karbantartási költségek.