VARIO-X = decentralizujte bez rozvaděče!

Vario-X je modulární automatizační systém, který lze sestavit podle potřeby a který přináší všechny automatizační komponenty co nejblíže technologii. Systém, který se skládá z řídicí jednotky, napájecího zdroje, síťových průmyslových switchů, bezpečnostní techniky a IO modulů, zajišťuje spolehlivou správu napětí, signálů a dat přímo na technologii s bezproblémovou integrací decentralizovaných servopohonů. To znamená, že poprvé lze všechny automatizační funkce realizovat zcela decentralizovaně - bez rozváděče.

Vario-X se skládá z robustních modulů v pouzdru s krytím IP 65, které se namontují vedle sebe do základní desky, kterou lze jednoduše upevnit na nejpoužívanější montážní systémy.  Propojení snímačů a akčních členů na stroji s Vario-X je realizováno prostřednictvím standardních konektorů M12 a MQ15 - bezchybně a v nejkratším možném čase. Celkově je uvedení do provozu, tj. veškeré instalační a montážní práce, o 40 % rychlejší než u běžných systémů rozváděčů.

Srdcem systému je řídicí jednotka Vario-X. Je vybaven vícejádrovým procesorem, lze jej integrovat do všech sítí průmyslového Ethernetu vyšší úrovně a lze jej bezproblémově začlenit jako otevřenou řídicí platformu. Řídicí jednotka komunikuje v rámci systému i s technologií pohonů a externími uzly
v reálném čase prostřednictvím protokolu EtherCAT. Příprava pro sítě W-LAN, 5G a Bluetooth, stejně jako OPC-UA a MQTT zajišťují komunikaci bez hranic IIoT.

Jednotlivé moduly:

• Základní deska: Robustní základní deska je nosičem jednotlivých komponent systému Vario-X. Ty lze jednoduše nacvaknout do základní desky vedle sebe. Základní deska je dostupná v několika rozměrech dle počtu použitých modulů. Integrované montážní prvky v základní desce jsou kompatibilní s nejpoužívanějšími montážními systémy, a proto nepodléhají žádným systémovým omezením. Všechny zde zapojené moduly mají multiprotokolové připojení.
• Vario-CTRL 1.000: Je vybaven vícejádrovým procesorem, řídí celý systém, hovoří všemi jazyky a lze jej integrovat jako otevřenou řídicí platformu. Komunikaci zajišťují sítě WLAN, 5G a Bluetooth, stejně jako OPC-UA a MQTT. Řídicí jednotka má 8 Ah Li-Ion baterii pro vyrovnávací paměť, která zajišťuje rychlé spuštění z režimu spánku.
• Napájecí zdroj pro vlastní elektroniku a připojené periferie: Spolehlivá napájecí jednotka pro napájení logiky - 24 V DC rozdělených na 2 x M12 s Y-kódováním, 1 x M12 s L-kódováním a 1 x M12 s D-kódováním.
• Napájecí zdroj pro pohony: s 48 V/3,6 kW je Vario-X schopno připojit prostřednictvím 4 konektorů MQ15 množství a navíc je vybaven rekuperací energie. Hybridní kabel napájí pohony a v případě nouze zajišťuje bezpečné vypnutí pomocí signálu STO.
• Moduly IO-Link master a ethernetové průmyslové switche: Kompaktní moduly IO-Link master s osmi multifunkčními porty IO-Link představují nejinteligentnější způsob připojení zařízení IO-Link. Kromě čistě procesních dat (I/O) poskytují moduly také sekundární rozšířená diagnostická data (hodnoty napětí, proudu a teploty) pro příslušné porty a celý modul. To umožňuje detekovat anomálie a optimalizovat aktuální proces prostřednictvím analýzy dat. Pomocí OPC UA lze toto provádět standardizovaným způsobem a zcela bez řídicí jednotky.
• Bezpečnostní řídicí jednotka VARIO: ve spojení s bezpečnostním I/O modulem VARIO zajišťuje potřebnou úroveň bezpečnosti. Bezpečnostní řídicí jednotka, která je aktuálně ve fázi vývoje bude umožňovat v systému VARIO-X použití FSoE (Fail Safe over EtherCAT), a tím i bezpečné řízení uzlů FSoE. Spolu s modulem Safety I/O (jako účastníkem FSoE) lze bezpečně sbírat signály a bezpečně spínat výstupy.

Technologický přínos ve srovnání s předchozími řešeními
Vario-X přináší všechny potřebné automatizační komponenty v kompaktní formě přímo tam, kde jsou potřeba – přímo na technologii. Tímto způsobem Murrelektronik přináší elegantní řešení pro automatizaci: rostoucí úroveň automatizace v důsledku zvyšování digitalizace v rámci Průmyslu  4.0 mnohdy způsobuje přeplnění rozváděčů a doba instalace a uvedení do provozu se stále prodlužuje.

Technologické výhody v průmyslovém použití, kompatibilita s životním prostředím a společensky relevantní vlastnosti systému Vario-X
Vario-X umožňuje další kroky směrem k úplné digitalizaci výrobního průmyslu prostřednictvím decentralizace, modularizace, otevřenosti rozhraní a budoucí životaschopnosti. Systém logicky přináší také digitální dvojče sebe sama. Se všemi známými výhodami pro vývoj, plánování, instalaci, uvedení do provozu, parametrizaci a monitorování během provozu (prediktivní údržba a kvalita).
Z hlediska ochrany životního prostředí umožňuje rychlou a jednoduchou výměnu ztrátové pneumatiky za energeticky mnohem úspornější elektroniku. Rekuperační zdroje energie posouvají ochranu životního prostředí na ještě vyšší úroveň. Spotřeba energie nebo emise CO2 průměrné výrobní linky po přechodu na elektřinu výrazně klesnou. Napájení je navíc rekuperační, takže energii lze ze systému zpětně získávat a dodávat ji zpět do sítě. Čistého nulového průmyslu je tak dosaženo mnohem rychleji. Systém je navíc plně v souladu s nařízeními REACH a RoHS.
Vario-X má také řešení pro nedostatek kvalifikovaných pracovníků. Ovládání prostřednictvím aplikací, hlasových asistentů a ovládání gesty se díky chytrým telefonům a chytrým hodinkám stalo nepostradatelným v každodenním životě. Proč by tedy stroje nemohly být také takto snadno ovládány? Například díky systému Vario-X uvedení do provozu přes aplikaci a dokonce
i ovládání robota gesty nebo hlasem? Jedná se o účinný nástroj pro zkrácení doby uvedení do provozu a usnadnění práce montérům strojů a následné obsluze. Heslem je parametrizace namísto programování. Podniky si tak zachovávají akceschopnost i přes nedostatek kvalifikovaných pracovníků. VARIO-X navíc nabízí významné výhody díky své ucelené instalační koncepci, neboť veškerá kabeláž je realizována pomocí konektorů, čímž odpadá chybné zapojování svorkovnic. To snižuje náklady na plánování a zapojení a minimalizuje náchylnost k chybám.

Ekonomické výhody systému Vario-X
Konkrétně VARIO-X může vyřešit problémy například při stavbě karoserií automobilů. Tam dnes najdete mnoho pneumatických aplikací. Jednou z nich jsou upínky, které jsou ve velkém množství vyžadovány při stavbě karoserií automobilů. Používají se k uchycení dílů karoserie a k provádění nejen svařovacích operací na nich.
Nevýhodou pneumatického řešení je jednak velmi nízká účinnost, která je vzhledem k mechanickému principu činnosti velmi nízká, ale také kvůli netěsnostem, kterým lze jen stěží zabránit. Pneumatické upínky z hlediska diagnostiky vyžadují dodatečné koncové spínače, což vede ke zvýšené náročnosti na elektroinstalaci.
Použitím inteligentních řešení založených na servomotorech lze výrazně snížit nároky na uvedení do provozu, během provozu a diagnostiku v případě poruchy. Díky enkodéru zabudovanému do elektrických řešení jsou polohy mechaniky známé a lze je přímo odečítat (koncové spínače + kabeláž nejsou nutné). Kromě toho jsou důležitou výhodou ekologické aspekty s ohledem na efektivní využití elektrické energie.
VARIO-X nabízí výhodu instalace bez rozváděčové skříně a také zcela konektorovou technologii připojení, která snižuje náročnost instalace a projektování až z několika dnů na hodiny. Kromě toho lze na VARIO-X bez problémů provozovat například servopohony ve spojení s výkonovým upínacím mechanismem. V případě poruchy lze postižený pohon rychle lokalizovat a vyměnit prostřednictvím diagnostiky pomocí řídicí jednotky. Rovněž je možné detekovat změny momentu a včas tak reagovat na případnou poruchu upínacího mechanismu. Energii, která vzniká při brzdění pohonů, lze prostřednictvím napájecího zdroje dodávat zpět do sítě.

VARIO-X tak posouvá automatizaci na novou úroveň. Důležité přitom je, že ekonomický přínos se odráží především v TCO (celková cena vlastnictví) díky lepším možnostem diagnostiky, menšímu počtu kabelů, nižší spotřebě energie.

Příklady možných úspor:

VARIO-X řeší problémy, které pneumatika řešit nemůže. Příklad: otevírání jednotlivých upínek, otevírání do určitého úhlu otevření (u pneumatiky to není možné, protože ji lze posunout pouze do koncové polohy, tj. lze nastavit pouze pevný úhel otevření) Nákladná řešení nebo vysoká potřeba lidské práce pro ruční ovládání/zapínání. Doba nastavení upínek: cca 7 min u pneumatiky, 30 s u servoelektrického řešení.