Kontroler magnesów SmartPick
SmartPickTM to najnowsza generacja kontrolerów firmy TRUNINGER.
To wewnętrzne rozwiązanie wyróżnia się maksymalną elastycznością: Wszystkie moduły mogą być łączone indywidualnie i dodawane lub usuwane zgodnie z dowolnymi zmianami wymagań klienta.
Redundantna konstrukcja podsystemów istotnych dla bezpieczeństwa sprawia, że SmartPickTM jest najnowocześniejszym i najbezpieczniejszym sterownikiem magnesów na rynku.
Dzięki wysokiej łączności i minimalnym wymaganiom dotyczącym części zamiennych SmartPickTM jest również przekonujący pod względem konserwacji: Nasi technicy serwisowi mogą wykryć wszelkie usterki poprzez zdalny dostęp. Ponadto, dzięki systematycznej standaryzacji modułów, potrzeba tylko kilku części zamiennych, aby pokryć wszystkie żurawie magnetyczne wyposażone w SmartPickTM.
Główne cechy kontrolera magnesów SmartPickTM
- Modułowa konstrukcja pasująca do wszystkich zastosowań
- Wysoka niezawodność dzięki redundantnej architekturze dwuprocesorowej
- Niezależna lub zsynchronizowana obsługa do ośmiu grup magnesów
- Szybka, precyzyjna kontrola siły podnoszenia magnesu dla elastycznego i bezpiecznego przenoszenia materiałów
- Programowalne rozmagnesowanie o wysokiej wydajności
- Stałe monitorowanie sieci zasilającej przełącza na akumulator zapasowy w przypadku awarii sieci zasilającej
- Inteligentny interfejs sygnałowy zapewnia bezproblemową integrację z dźwigami
- Bezprzewodowy interfejs Bluetooth do lokalnego połączenia z laptopem
- Zdalna diagnostyka usterek przez telefon komórkowy umożliwia szybkie rozwiązywanie problemów
- Zintegrowany rejestrator"czarnej skrzynki " zapewnia śledzenie usterek i statystyki
Black Box / EventLog
Niezbędne narzędzie do rozwiązywania problemów w celu zminimalizowania przestojów systemu
Podobnie jak w przypadku rejestratora czarnej skrzynki nowoczesnego samolotu, wszystkie główne zdarzenia systemowe, usterki i większość działań operatora są rejestrowane w dzienniku zdarzeń. W nieulotnej pamięci SmartPick można zapisać do 4500 pojedynczych zdarzeń; odpowiada to około 200 cyklom obciążenia systemu magnesów.
W przypadku awarii, zdarzenia mogą być szczegółowo prześledzone, dzięki czemu dziennik zdarzeń jest najbardziej wartościowym narzędziem do rozwiązywania problemów. Szczegółowe zrozumienie problemu pozwala na uruchomienie odpowiednich działań naprawczych. Dość często problemy mogą być rozwiązywane przez telefon lub e-mail, oszczędzając wiele czasu i kosztów, ponieważ żaden specjalista nie musi przyjeżdżać na miejsce.
Dostęp do dziennika zdarzeń można uzyskać za pomocą laptopa z wbudowanym modułem BlueTooth SmartPickTM, nikt nie musi wspinać się na dźwig (patrz rysunek 1 poniżej).
Rysunek 1: Dostęp do dziennika zdarzeń za pomocą interfejsu BlueTooth
Dziennik zdarzeń można zapisać w czytelnym pliku tekstowym i przesłać pocztą elektroniczną do centrum wsparcia firmy Truninger w celu szybkiej analizy przez specjalistę ds. systemu.
Wewnątrz dziennika zdarzeń
Wszystkie zarejestrowane zdarzenia mają unikalny numer zdarzenia i są opatrzone datą/czasem; możliwe jest zatem określenie, z dokładnością do sekundy, kiedy dane zdarzenie miało miejsce. Zdarzenia obejmują następujące rodzaje informacji:
- Cykle włączania/wyłączania magnesu
- Prąd magnesu i napięcie akumulatora
- Użycie specjalnych funkcji, takich jak Partial Drop (kompletacja zamówień)
- Awarie zasilania i przełączniki baterii
- Siła podnoszenia magnesu wybrana podczas operacji przenoszenia materiałów
- Temperatura magnesu i otoczenia
- Stan sygnałów interfejsu dźwigu
- Informacje systemowe: restarty kontrolera, wersje oprogramowania, identyfikator systemu
- Zmiany danych konfiguracyjnych
Przykład: słaba bateria
Akumulatory odgrywają kluczową rolę w bezpieczeństwie operacyjnym systemu magnesów. Pojemność baterii jest zatem testowana za każdym razem, gdy magnesy są włączane, a gdy jest niewystarczająca, zasilanie jest przerywane. Poniższy fragment dziennika zdarzeń pokazuje próbę włączenia magnesów, gdy test baterii nie powiódł się z powodu wysokiego spadku napięcia. Zwróć uwagę, że najnowsze zdarzenia pojawiają się jako pierwsze (więc czytaj od dołu do góry, aby zachować porządek chronologiczny):
Zdarzenie: 3398: 214 14:29:48 05.10 RB:chrg enabled 00000 Zdarzenie: 3397: 145 14:29:44 05.10 Blokada podnośnika wyłączona 00001 Zdarzenie: 3396: 147 14:29:44 05.10 Blokada jazdy WYŁĄCZONA 00001 ** Zdarzenie: 3395: 012 14:29:20 05.10 RB:Bat test fail 01999 Zdarzenie: 3394: 206 14:29:20 05.10 RB:bat voltage 00101 Zdarzenie: 3393: 144 14:29:18 05.10 Blokada wciągnika ON 00001 Zdarzenie: 3392: 146 14:29:18 05.10 Blokada jazdy ON 00001 Zdarzenie: 3391: 213 14:29:18 05.10 RB:chrg wyłączony 00000 Zdarzenie: 3390: 128 14:29:18 05.10 CB:VG ON 01000
Kluczowe zdarzenia, które tu widzimy, są następujące:
- Operator wydaje polecenie włączenia magnesu (zdarzenie 3390)
- Zmierzone napięcie akumulatora tuż przed testem akumulatora wynosi 101 V (zdarzenie 3394)
- Test akumulatora kończy się niepowodzeniem z powodu nadmiernego spadku napięcia akumulatora (zdarzenie 3395 dane "999")
Zdalna infolinia
Zdalne rozwiązywanie problemów: szybkie i łatwe dzięki połączeniu z telefonem komórkowym
W przypadku awarii lub błędu w kontrolerze można użyć interfejsu Bluetooth do ustanowienia bezpośredniego połączenia "infolinii" między SmartPick a serwerem znajdującym się w centrum pomocy technicznej Truninger. Poniższy rysunek 1 przedstawia przegląd sposobu budowy łącza:
Rysunek 1: Architektura łącza zdalnej infolinii
Połączenie jest konfigurowane w dwóch krokach:
- Najpierw nawiązywane jest połączenie Bluetooth między telefonem komórkowym a uszkodzonym kontrolerem SmartPick.
- Następnie SmartPick może zostać uruchomiony, aby połączyć się z serwerem Truninger za pomocą punktu dostępu telefonu komórkowego.
Po ustanowieniu połączenia, technik serwisowy może "zalogować się" do systemu, przeanalizować problem i dostarczyć szczegółowych informacji na temat awarii i odpowiednich działań naprawczych.
Konstrukcja modułowa
Dlaczego modułowość?
Komponenty elektryczne systemów magnetycznych Truninger składają się z szeregu dyskretnych, oddzielnie zamawianych modułów. Ta wielopoziomowa modułowość oferuje szereg korzyści:
- Umożliwia masową produkcję modułów w oparciu o wypróbowaną i przetestowaną technologię
- Wszystkie szafy mają takie same wymiary niezależnie od funkcji
- Wszystkie części zamienne na poziomie płyt/komponentów są dostępne z magazynu
- Wiele funkcji operacyjnych można konfigurować programowo
- Łatwość integracji i konserwacji
- Skalowalność: łatwe dodawanie dodatkowych grup magnesów w razie potrzeby
Hierarchia komponentów elektrycznych
Rysunek 1: Hierarchia komponentów elektrycznych
Maksymalna/minimalna konfiguracja
Modułowa konstrukcja obudowy oznacza, że sterownik można dostosować do szerokiego zakresu zastosowań. Rysunek 2 poniżej przedstawia maksymalną konfigurację z podtrzymaniem bateryjnym i ośmioma grupami magnesów:
Rysunek 2: Maksymalna konfiguracja SmartPickTM
Tylko dwie szafy są wymagane do minimalnej konfiguracji obsługującej pojedynczy magnes bez podtrzymania bateryjnego (por. rysunek 3). Taki układ byłby odpowiedni na przykład do zastosowania magnesów na złom.
Rysunek 3: Minimalna konfiguracja SmartPickTM
Nadmiarowy system magnesów
1. Co to jest redundancja?
Elektryczne układy sterowania są zbudowane z całej gamy podsystemów, z których każdy może ulec awarii. Aby zapewnić bezpieczeństwo systemu w przypadku awarii pojedynczego podsystemu, istotne dla bezpieczeństwa podsystemy są powielane, ogólnie określane jako "redundantne". Dwa podsystemy pracują nad tym samym zadaniem, a także sprawdzają się wzajemnie, aby upewnić się, że oba systemy działają poprawnie. Dwa nadmiarowe systemy nie zwiększają bezpieczeństwa, jeśli awaria jednego z nich nie zostanie wykryta. Dlatego redundancja, kontrola krzyżowa i znaczenie dla bezpieczeństwa są podstawowymi elementami projektu klasy bezpieczeństwa 3, o których mowa również w międzynarodowym dokumencie normalizacyjnym DIN-EN 954-1.
2. Standardowe redundantne komponenty
Koncepcja redundancji jest centralną cechą wbudowanego sterownika magnetycznego Truninger SmartPickTM. Wszystkie podsystemy istotne dla bezpieczeństwa są zdublowane zgodnie ze standardem klasy bezpieczeństwa 3.
Obejmuje to następujące podsystemy:
- Dwa źródła zasilania - sieć i bateria zapasowa Pojemność baterii zapasowej jest zaprojektowana tak, aby utrzymać bezpieczną pracę przez co najmniej 20 minut w przypadku awarii zasilania sieciowego.
- Dwa czujniki prądu - dwie powiązane jednostki przetwarzania sygnału z kontrolą krzyżową Awaria jednego z czujników zostanie wykryta i spowoduje przełączenie na pracę bateryjną oraz blokadę systemu (magnes można wyłączyć, ale nie można go już włączyć).
- Dwa napędy zasilania - AC/DC i DC/DC Jeden napęd dedykowany do zasilania sieciowego AC/DC i jeden napęd dedykowany do zasilania bateryjnego DC/DC. Awaria elektroniki zasilania w dowolnym napędzie, takiej jak tranzystory IGBT, spowoduje przejęcie drugiego napędu, a także zablokuje system magnesów.
- Dwa kontrolery wbudowane w różny sprzęt i oprogramowanie Każda awaria głównego kontrolera SmartPickTM przekaże zadanie sterowania kontrolerowi podrzędnemu SafePickTM.
- Dwa źródła zasilania niskim napięciem Każdy z dwóch kontrolerów jest wyposażony w indywidualne źródła zasilania niskim napięciem. Takie źródła zasilania są stale sprawdzane krzyżowo i oba są zasilane bateryjnie.
Opcjonalne redundantne obwody elektryczne
Najczęściej linie zasilania od kontrolera do magnesu są uważane za bezpieczne i dlatego nie są budowane jako redundantne. Jednak w niektórych trudnych warunkach kable i bębny kablowe nie mogą być uważane za bezpieczne. W razie potrzeby można zrealizować dwa niezależne obwody zasilania elektrycznego dla jednego magnesu. Dwa kable, dwa bębny kablowe, dwie cewki elektryczne w magnesie i dwa moduły zasilania PowerPickTM tworzą takie niezależne obwody zasilania elektrycznego. Nawet zwarcie w dowolnym miejscu jednego obwodu nie zatrzyma działania tego systemu.
Rysunek 1: Redundantny kontroler magnesu SmartPickTM
| SP | Moduł SmartPick (SP), Nr 1 CPU sterujący napędem AC/DC, wejścia sygnałowe, redundantne zasilanie niskiego napięcia |
| SA | Moduł SafePick (SA), Nr 2 CPU sterujący napędem DC/DC, ładowarka akumulatorów, nadzór/konserwacja akumulatorów (automatyczny test pojemności) |
| PP 1 I 2 | Moduł PowerPick (PP), generuje bezpieczne zasilanie DC dla magnesu łączącego napęd sieciowy i akumulatorowy |
| InfoPick | Moduł InfoPick, wyświetlacz graficzny informujący operatora i personel na ziemi wizualnie i akustycznie o stanie systemu magnesów. |
| Obsługa | Dwie jednostki operacyjne mogą być podłączone do SP, jeśli jedna jednostka operacyjna ulegnie awarii, druga jednostka może być używana jako zapasowa |
| Cewka magnesu | Nadmiarowy magnes z podwójną cewką, każdy podłączony do jednego modułu PP, zapewnia bezpieczne zasilanie, utrzymując wystarczającą siłę magnesu w przypadku awarii obwodu zasilania. |
Ilustracja 2: System magnesów na suwnicy
Ilustracja 3: System magnesów nadmiarowych dla wiązek prętów
Magnetyzm szczątkowy < 2mT
Dlaczego demagnetyzacja ładunku
W zastosowaniach związanych z transportem materiałów, takich jak zautomatyzowane linie technologiczne, magnetyzm szczątkowy może powodować poważne problemy. Ładunek może "przyklejać się" do maszyny podczas przemieszczania się przez linię produkcyjną, małe kawałki stali (podkładki, śruby, wióry itp.) mogą być przyciągane lub łuki spawalnicze są przemieszczane. Aby uniknąć takich skutków, niezbędne jest skuteczne rozmagnesowanie ładunku. SmartPick oferuje konfigurowalne rozmagnesowanie w celu wyeliminowania maksymalnej ilości magnetyzmu szczątkowego w minimalnym czasie.
Co się dzieje, gdy stal ulega namagnesowaniu?
Materiał ferromagnetyczny, taki jak stal, który nigdy nie był wystawiony na działanie pola magnetycznego, składa się z losowo uporządkowanych magnesów elementarnych, jak pokazano poniżej na rysunku 1. Stal w tym stanie nie ma żadnego wpływu magnetycznego na swoje otoczenie (patrz punkt a na rysunku 3).
Rysunek 1: Magnesy elementarne w przypadkowej kolejności (materiał rozmagnesowany )
Po przyłożeniu pola magnetycznego magnesy elementarne zaczynają ustawiać się w kierunku takiego zewnętrznego pola magnetycznego. Im silniejsze pole magnetyczne, tym bardziej magnesy elementarne ustawiają się w jednej linii. Jeśli wszystkie magnesy elementarne są ustawione tak, jak pokazano na rysunku 2:, mówi się, że materiał jest nasycony magnetycznie (punkt b na rysunku 3:). W przypadku stali nasycenie magnetyczne odpowiada około 2,4 Tesli.
Rysunek 2: Wszystkie magnesy elementarne ustawione w jednej linii (materiał nasycony magnetycznie )
Jednak po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego magnesy elementarne nie powracają do swojego przypadkowego stanu. Pozostawia to pewien magnetyzm szczątkowy w materiale, efekt znany jako remanencja (punkt c na rysunku 3). Ten magnetyzm szczątkowy musi zostać usunięty za pomocą środków zewnętrznych. Rzeczywista zastosowana metoda zależy głównie od właściwości magnetycznych materiału. Materiał taki jak stal miękka szybko traci swój magnetyzm i mówi się o nim, że jest "magnetycznie miękki". Z drugiej strony stal wysokiej jakości silnie zachowuje swój magnetyzm i dlatego mówi się o niej, że jest "twarda magnetycznie".
RDS (Reverse Degauss System)
Demagnetyzacja RDS eliminuje magnetyzm szczątkowy ze stali miękkiej. Przyłożenie pola magnetycznego w przeciwnym kierunku powoduje, że magnesy elementarne stopniowo przyjmują losowe ustawienie. Po wyłączeniu przeciwnego pola (punkt d na rysunku 3:), magnesy elementarne są losowo wyrównane, eliminując w ten sposób magnetyzm szczątkowy.
Rysunek 3: Histereza miękkiej magnetycznej stali miękkiej
RDS nie może być zastosowany do twardego materiału magnetycznego, ponieważ ujemne pole magnetyczne powoduje, że wszystkie elementarne magnesy przyjmują odwrotne ustawienie zamiast powracać do stanu losowego.
DDS (Downcycle Degauss System)
DDS redukuje magnetyzm szczątkowy w twardej stali jakościowej poprzez zastosowanie serii zmian biegunowości w polu magnetycznym o coraz mniejszej amplitudzie, jak pokazano poniżej na rysunku 4:
Rysunek 4: Typowe zachowanie prądu magnesu podczas rozmagnesowywania DDS
Dzięki takiemu podejściu magnesy elementarne są skutecznie "wstrząsane" do stanu losowego, redukując magnetyzm szczątkowy do około 2 mT. Rysunek 5: przedstawia wynikową histerezę:
Rysunek 5: Histereza twardej magnetycznej stali jakościowej