Optik sensörler konusunda öncü Leuze Elektronic, kendini Endüstri 4.0 özelliği olan Akıllı Sensör işletme çözümlerinin uygulanmasında bir lider ve yol gösterici olarak görmektedir.

Klasik otomasyon piramidi

Klasik olarak yapılandırılmış bir otomasyon piramidinde çeşitli seviyeler vardır: saha seviyesi (girdi/çıktı sinyalleri), denetim (PLC), süreç kumanda seviyesi (SCADA), işlem kumanda seviyesi (MES) ve işletme kumanda seviyesi (ERP). Seviyeler ayrı ayrı genelde hiyerarşik bir yapıya sahiptir ve sadece bitişik/ardıl konumdaki seviyelerle bağlantılıdırlar. İşlem kumanda seviyesi ya da işletme kumanda seviyesinin IT dünyası arasındaki geçişi genellikle süreç kumanda seviyesi aracılığıyla gerçekleştirilir.

Endüstri 4.0 süreçleri daha basit ve ekonomik kılar

Endüstri 4.0’ın amacı üretim ve mal akış süreçlerini daha etkili, daha hızlı ve değişken kılmaktır. Bu amacı başarmak için klasik, hiyerarşik şekilde yapılandırılmış olan otomasyon piramidi kırılmalıdır. Veri akışı ise sadece bir seviye içerisinde değil bütün seviyeler arasında çift yönlü bir şekilde mümkün olmalıdır. Bugün bu teknik açıdan mümkündür fakat bir seviyeden bir sonrakine veri transfer ederken her seviyede kayda değer kayıplara sebep olur.Endüstri 4.0’da ise tüm seviyelerin birbirleri ile kolay ve sorunsuz bir şekilde iletişim kurabilmesi gerekir. Standartlaştırılmış haberleşmede ise her bir seviye, hem dikey hem yatay olarak iletişim kurabilmeli, bilgi alışverişi yapabilmelidir.

Endüstri 4.0 ‘ün Çalışma Prensibi
Bunu mümkün kılmak için, her iki haberleşme seviyesini de çoklu kanallar üzerinden işletebilen sistemlere ihtiyaç duyulur. Örneğin; bir sensör, süreç verilerini yatay seviyede PLC’ye iletmeli ve durum izleme bağlamında hata öncesi mesajı dikey seviyede tetikleyebilmelidir. Bir sensörün her iki seviyeyi de sorunsuz bir şekilde desteklemesi için, donanımı dahilinde temel itibariyle bu teknolojiye sahip olması gerekir. Özellikle, IP tabanlı protokollere sahip Ethernet, bu çok kanallı haberleşme yolunu açar ve bunun için uygun bir ön koşuldur. Bu yüzden, aşağıda sadece ölçüm, konumlandırma veya tanımlama sistemleri gibi ikili verilerden daha fazlasını sağlayan sensör ve sistemler bulunmaktadır.

Endüstri 4.0 özelliği olan sensörler

Çok kanallı haberleşmeye sahip Endüstri 4.0 özelliği olan sensörler, yüklü şartlar altında bile yeterli ve güvenli haberleşme yeteneği sağlayan bir sistem yapısı gerektirir.  Kural olarak, çoklu bilgi işlem birimine sahip sistemlere yol açar; burada biri sensör verilerinin işlenmesine diğeri ise anasistemleri ile olan haberleşmeye odaklanır. Son derece küçük sistemlerde bu genellikle mümkün olamamaktadır. Burada, performans ve haberleşme yetkinliklerinde tavizler ortaya çıkacaktır. Bir sensörün bir kanal üzerinde süreç verilerini ve diğer bir kanal üzerindeki diagnostik(tanılama) veya durum verilerini temin etmeye özelliğine sahip olması durumunda, verinin nasıl iletileceğinin tanımlanması gerekir. Süreç seviyesinde, bu açık bir şekilde PROFINET ya da EtherCAT gibi protokoller tarafından tanımlanır ve belirlenir. Sensör, bu protokolün tüm unsurlarını kullanabilir ve süreç verisine ek olarak, diagnostik ve parametre verilerini de değiştirebilir. Denetimlerle yapılan merkezi cihaz yapılandırması ise özellikle bugünün haberleşme modellerinde önemli bir açıdır.

OPC UA ve Azure Cloud

Cihazlar arasındaki veri erişiminin yanı sıra bireysel seviyeler arasındaki basit veri erişimi için, OPC UA gibi yeni haberleşme standartları da son zamanlarda yaygınlık kazanmaktadırlar. Bu standart ile birlikte, otomasyon teknolojisinin tüm seviyeleriyle iletişim kurmak ve bulut ile veri alışverişi yapmak mümkün hale gelmektedir. Bu bakımdan sensör, bulutun IoT olarak adlandırılan hub’larını kullanır. Bulutta ise, sensör verisi küresel olarak değerlendirilebildiği gibi cihazlar arasında da değerlendirilebilir. Örneğin Microsoft, Azure Cloud ile çok sayıda optimize edilmiş ve güçlü gereçler sunmaktadır.  Buna ek olarak, bağlı sensörler ile etkileşimde bulunabilir ve aygıt yazılımı güncellemesini gerçekleştirmek gibi çeşitli işlemleri yapabilir. Buluta yerleştirilmiş olan veriler, konum ve kullanıcıdan bağımsız olarak erişilebilir. Eğer kişi bulut teknolojisini kullanmak istemiyorsa, veriler kolay bir şekilde OPC UA istemcisi aracılığıyla herhangi bir bilgisayarda görüntülenebilir.

Entegre bağlanırlığa sahip sensörler

Süreç verilerini denetime yollayan, bir denetim ile yapılandırılan ve OPC UA ya da HTML gibi protokoller aracılığıyla eş zamanlı bir şekilde diagnostik verileri gönderebilen bir sensör, Leuze Elektronic tarafından entegre bağlanırlığa sahip bir sensör olarak anılır. Bu teknolojiye sahip sensörler, Endüstri 4.0 özelliği olan sensörler için bir temel oluşturmaktadırlar.

Ön koşul olarak durum izleme

Endüstri 4.0 özelliği olan sensörler, durum izlemeyi desteklerler. Durum izleme bağlamında, verilerin her konumdan erişilebilir olmasını sağlamak yetmez. Sensörün kendisinin de bunu belirleyebilmesi ve ilgili verileri erişilebilir kılabilmesi gerekir. Örneğin: Bir optik sensörün hatasız işlemesi için, yeterli ışık enerjisinin geçmesini sağlamak amacıyla optiklerin tozdan arındırılması gerekir. Optiklerin kirlenmesi durumunda, arızalar oluşabilir. Ekranın ışık geçirir olup olmadığı ya da kirlenip kirlenmediği bilgisi, Endüstri 4.0 özelliği olan sensörün kendisi tarafından algılanabilmekte ve bu veri istenen birimlere iletilebilmektedir.  Bu da sensörün müsait bir zamanda bakımını yapmak ve makinenin kullanılmadığı bir zamanda sensörün temizlenmesi imkanlarını sağlar.  Makine ve sistemin arızadan kaynaklı aksaklıkları önlenmiş ve dolayısıyla üretim de daha ekonomik ve verimli hale getirilmiş olur.

Bulutta durum izleme

Optiklerin temizlenmesi gerektiği bilgisi ve proses verisi sensör tarafından OPC UA iletişimiyle gerçek süreç verileriyle birlikte buluta gönderilir, bunların tanımlama ve değerlendirme süreçleri de yine bulut üzerinde gerçekleşecektir. Bulut sadece verileri depolamaz aynı zamanda gelen verilere karşılık gelen tepkileri verir ve bir sonraki vardiya değişiminde sensör bakımının gerektiğine dair hizmet departmanını bilgilendirir. Ayrıca, daha sensör arızalanmadan ürün ömrünün sonuna gelindiği de anlaşılabilmektedir. Üreticiler parça numarası ve gösterim kodu gibi cihaz bilgilerine bulut üzerinden erişebildiği için, mesaj geldiğinde şirketin satın alma departmanı yeni bir cihaz sipariş edebilecektir. Böylece yedek parça depolama masrafının önleneceği gibi, sensör arızalanmadan önce müsait bir zamanda değiştirilebilir.

KaydetKaydet

KaydetKaydet

KaydetKaydet

KaydetKaydet

KaydetKaydet

KaydetKaydet

KaydetKaydet

CEVAP VER

Yorumunuzu girin
İsminizi Girin