Drie digitale trends in variabele toerenregelingen

Door: Redactie - 9 december 2021 |

Volgens Pricewaterhouse Coopers (PwC) verwacht 98 procent van de Europese industriële ondernemingen hun efficiëntie te zullen verhogen middels digitale technologieën, voorspellend onderhoud of AR-oplossingen (Augmented Reality). Maar hoe passen variabele toerenregelingen (VSD’s) in dit plaatje? Marek Lukaszczyk, Marketing Manager Europa en Midden-Oosten bij VSD specialist WEG, bespreekt hieronder drie manieren waarop de digitalisering de industriële productiemogelijkheden kan laten groeien en uitbreiden.

Industrie 4.0

Veel producenten zijn bezig met de omschakeling naar “smart” fabrieken en één van de cruciale factoren is daarbij de integratie van intelligente motoraansturingen. Veel nieuwe VSD’s hebben een eigen programmatuur in de vorm van een ingebouwde programmeerbare logische sturing (PLC), waardoor aansturingen via een netwerk zijn te monitoren en waarmee ook programma’s kunnen worden uitgevoerd. De prijsvergelijking valt ook gunstig uit, want intelligente variabele toerenregelingen zijn een voordelige methode om de nieuwste Industrie 4.0 technologie binnen te halen en de onderneming te laten groeien.

Er zijn veel voordelen voor de productiviteit, zoals de verbeterde bedrijfsefficiëntie en kwaliteitscontrole, maar ook de slimme machine-optimalisatie, diagnose op afstand of draadloos en het voorspellende onderhoud.

Communicatie variabele toerenregelingen

Vrijwel alle VSD’s hebben standaard een geïntegreerde seriële communicatie. Simpel gezegd, stuurt deze een reeks digitale impulsen naar een VSD, die deze impulsen interpreteert om commando’s uit te voeren en wellicht ook een retoursignaal te sturen. Maar er moeten twee belangrijke factoren worden vastgesteld. Ten eerste de hardware, die meestal bestaat uit een draadloze technologie of glasvezelkabels.

Ten tweede moet het communicatieprotocol worden vastgesteld om signaalverwisselingen te voorkomen. De mogelijkheden zijn talrijk en het soort toepassing is doorgaans doorslaggevend. Een goed voorbeeld is Ethernet en veel automatiseringen gaan daar snel op over als favoriet communicatiemiddel. Variabele toerenregelingen die standaard Ethernet-connectiviteit hebben, zie we steeds vaker in fabrieksautomatiseringen, zoals bij de autoproductie en voedselverwerking, maar ook in waterzuiveringen.

Zulke VSD’s kunnen ook verbinding maken met het MES-netwerk (Manufacturing Execution System) en in beide richtingen data uitwisselen. Zo’n configuratie vormt uiteindelijk een gateway naar andere connected automatiseringscomponenten in de hele fabriek.

Fabrieksmanagers moeten ook de diverse gebruikelijke open veldbussystemen overwegen. Een veldbus dient in machines en systemen om sensoren, actuatoren en motoren onderling of met meerdere industriële PC’s of PLC’s te verbinden. Hiermee kunnen data tussen verschillende systeemcomponenten worden uitgewisseld, over lange afstanden en onder een zware externe belasting.

Beschikbare veldbussystemen zijn o.a. PROFIBUS, CAN-bus, DeviceNet, BACnet en Modbus — waarvan de meeste Ethernet-varianten hebben. Veldbussystemen zijn wijdverbreid in de industrie en komen steeds vaker voor, maar het industriële Ethernet is onbetwist nog sneller in opkomst.

Draadloze diagnose

De draadloze diagnostiek is de toekomst voor variabele toerenregelingen — via WiFi, Bluetooth of een andere draadloze technologie. Dat komt goed uit voor de onderhoudsteams, want de omkastingen zijn vaak maar beperkt toegankelijk vanwege hun locatie binnen de fabriek.

Door het geïntegreerde draadloze signaal van de aansturing te gebruiken, kunnen technici voortaan op afstand direct verbinding maken met het systeem. Via deze verbinding kan het onderhoudsteam de storing bekijken en diagnosticeren zonder enig fysiek contact met de aansturing te maken. Zodra de draadloze diagnosedata zijn binnengehaald, kunnen hiermee bijv. voorspellende onderhoudsstrategieën worden ondersteund.

Een aantal huidige VSD’s hebben een server, die de continuïteit van de toepassing monitort met een tijdgestempelde motor of aansturingsspecifieke data. Bij een storing in de toepassing kunnen bovendien alle motor- en aansturingsdata met een Master-PLC worden gedeeld.

Variabele toerenregelingen kunnen in feite allerlei data leveren over het moment dat de fout optrad, zoals de motorstroomsterkte, het motorkoppel, de busspanning en de thermische status van de motor of aansturing. Met zulke data binnen handbereik kunnen de onderhoudstechnici een uitgebreide analyse uitvoeren om de hoofdoorzaak te vinden. De verzamelde informatie kan dienen om de bijbehorende alarmen of waarschuwingen te laten afgaan als de toepassingsdata een bepaalde limiet overschrijden. Deze strategie kan zo nodig ook worden gevolgd om de toepassing te stoppen en eventuele problemen te verhelpen voordat het systeem uitvalt.

We nemen een ventilator als praktisch voorbeeld. De nieuwste generatie VSD’s hebben algoritmen die de prestaties van slijtdelen als ventilatoren kunnen bewaken en hun levensduur kunnen voorspellen middels data, zoals de temperatuur, toerental en totale draaiuren. Het onderhoudsteam kan deze informatie benutten om de ventilator desgewenst te herstellen of vervangen en dit werk zelfs inplannen in een reguliere onderhoudsperiode.

90 procent van de industriële ondernemingen die PwC onderzocht, zeiden dat de digitalisering naar hun gevoel meer kansen dan risico’s met zich meebracht. Door variabele toerenregelingen op de juiste manier te selecteren, kunnen deze bedrijven de mogelijkheden van de digitale technologie – zoals het geïntegreerde MES, het voorspellende onderhoud en AR-oplossingen – volledig benutten om hun productiemogelijkheden te laten groeien en uitbreiden.