Model treningowo-symulacyjny fischertechnik education Lernfabrik 4.0 24V m. SPS-Anschlussboard 560841

Środowisko nauki fischertechnik służy do uczenia się i pomagania w zrozumieniu zastosowań przemysłowych w szkołach zawodowych i na szkoleniach, a także do badań, nauczania i rozwoju na uniwersytetach, w przedsiębiorstwach i działach IT. Symulacja składa się z procesu zamawiania, produkcji oraz dostaw w cyfrowych i połączonych w sieć etapach procesu.

Symulacja fabryki
Fabryka nauki składa się z modułów produkcyjnych stacja wejścia i wydania, próżniowego chwytaka ssawnego, magazynu masowego składowania, obróbki z piecem, odcinka sortowania z rozpoznawaniem kolorów, czujnika środowiskowego oraz kamery obrotowej. Po dostawie surowca następuje magazynowanie w magazynie masowego składowania. Dzięki zamówieniu w panelu kontrolnym, przedmioty obrabiane przechodzą przez odpowiednie moduły fabryczne i aktualny status jest natychmiast widoczny w tym samym miejscu.

Zintegrowany czujnik środowiskowy informuje o wartościach temperatury, wilgotności, ciśnienia i jakości powietrza. Kamera rejestruje pełny zakres wychylenia zarówno w pionie, jak i w poziomie, dzięki czemu może być używana do zdalnego monitorowania opartego na sieci.

Poszczególne informacje są przesyłane przez NFC (Near Field Communication): każdy przedmiot otrzymuje jednoznaczny numer identyfikacyjny (ID). Umożliwia to śledzenie aktualnego statusu elementów w procesie obróbki.

Sterowanie
Fabryka nauki fischertechnik 4.0 24V posiada trzy różne warianty, które różnią się zakresem dostawy. Ten wariant oferuje rozwiązanie typu „plug and play”. Elementy sterownicze i reszta są już gotowe do kładzenia kabli.
Fabryka nauki 4.0 24V komplet z PLC S7-1500 jest sterowana przez Siemens S7-1500. Znajduje się on w zakresie dostawy. Zarówno Siemens, jak i PLC są połączone fabrycznie, dzięki czemu PLC można wygodnie połączyć z modelem za pomocą dwóch kabli łączących. Przykładowy program, przygotowany fabrycznie (dostępny jako structured text ST), znajduje się w zestawie. Program został opracowany na bazie Siemens S7-1500 i został zapisany w portalu TIA Siemens V.16.

Dodatkowo produkt posiada fabrycznie zainstalowany sterownik do fischertechnik TXT. Jest on zasilany za pomocą płytki adaptera i zapewnia połączenie z fischertechnik Cloud. Ponadto sterownik TXT komunikuje się w MQTT z bramką IOT (Raspberry Pi), tłumaczonym na OPC-UA dla sterownika PLC. Dzięki temu można, jednocześnie podłączyć się do komponentów opartych na 9V, takich jak czujnik otoczenia, kamera USB, czujnik jasności i czytnik NFC poprzez interfejs MQTT i odczytać je poprzez PLC. Kolejną ciekawą funkcją IoT jest jednak możliwość opcjonalnego podłączenia do własnej chmury. Fabryka nauki 4.0 zapewnia maksymalną elastyczność dla każdego użytkownika.

fischertechnik
Za pomocą dołączonego i zintegrowanego routera WLAN można zbudować połączenie fischertechnik Cloud. Zaleca się korzystanie z przeglądarki internetowej Chrome lub Firefox poprzez stronę www.fischertechnik-cloud.com. Serwery chmury znajdują się w Niemczech i gwarantują, że przechowywanie danych podlega rygorystycznym wymogom europejskim. Dane osobowe są chronione na koncie z dostępem do hasła, które wykorzystuje bardzo bezpieczny standard przemysłowy „Auth2”. Wszystkie wysyłane dane dotyczące chmury są przesyłane za pomocą szyfrowania certyfikatów (standard https).

2 panele kontrolne, Raspberry Pi i Node-RED
Pulpit fischertechnik jest lokalnym panelem kontrolnym, stworzony za pomocą Node-RED, na Raspberry Pi (IOT-Gateway). Przy użyciu Node-RED można również tworzyć własne panele na deskę rozdzielczą.

Panele dla pulpitów zaimplementowane w fabryce nauki 4.0 umożliwiają wyświetlanie platform z trzech różnych perspektyw:
- widok klienta
- widok dostawcy
- widok produkcji

W widoku klienta przedstawiono sklep internetowy z koszykiem, na którym można zamówić obrabiany przedmiot i śledzić aktualny stan zamówienia w koszyku. Przebieg zamówienia jest pokazywany na panelu klienta, dzięki czemu klient jest informowany o statusie jego zamówienia.

W widoku dostawcy przedstawiona jest i wizualizowana operacja dotycząca zamówienia surowca.

W widoku produkcji można ustalić status fabryczny, proces produkcji, stan magazynowy, czytnik NFC/RFID oraz wartości czujnika. Można również sterować kamerą, która kontroluje linię produkcyjną. Wszystkie te funkcje są sterowane w oknie i przełączane przez menu.

Stan fabryczny modułu jest wizualizowany za pomocą sygnalizacji świetlnej. W przypadku wystąpienia zakłócenia w produkcji, po usunięciu przyczyny jest ono potwierdzane za pomocą przycisku i produkcja jest kontynuowana. W widoku procesu produkcyjnego poszczególne etapy produkcji są przedstawiane wizualnie za pomocą połączonych węzłów. Aktywny węzeł (moduł produkcyjny) świeci się na zielono lub czerwono, gdy dany etap procesu jest w trakcie wykonywania lub wystąpił błąd i oczekuje na jego usunięcie.

W widoku produkcji, stan magazynu wizualizuje aktualną dostępność elementów łącznie ze stanem minimalnym i maksymalnym. Procedura zamówienia jest zapisywana i służy wyłącznie do wizualizacji. Widok czytnika NFC/RFID pokazuje dane obrabianego przedmiotu i może być używany do ręcznego odczytu lub usuwania obrabianych przedmiotów. Dane z tagów NFC można odczytać za pomocą urządzeń mobilnych z modułem NFC. Każdy obrabiany przedmiot posiada własny, niepowtarzalny identyfikator zawierający następujące dane: status, kolor i czas od dostarczenia do wysyłki. Kamera jest również sterowana za pomocą widoku produkcji, a odczytane wartości czujnika środowiskowego są dostępne do szybkiej weryfikacji.