Grote stappen in de digitale toekomst

Digitalisering en kunstmatige intelligentie optimaliseren procesinstallaties

Digitalisering en kunstmatige intelligentie zijn megatrends die ook fabrieken
mogelijkheden bieden voor besparingen in alle fasen van de levenscyclus van hun
procesautomatisering. De eerste digitale hardware, de Festo Motion Terminal VTEM, en
de daarbij behorende dashboards zijn al beschikbaar. Dashboards van Festo
visualiseren omstandigheden van de installatie. Hiermee staat zelfs kunstmatige
intelligentie op het punt realiteit te worden in procesautomatisering.

VTEM bestaat uit een gescheiden hardware en gebruikerssoftware.Dit concept is te
vergelijken met de smartphone die via apps verschillende functies biedt op een
gestandadiseerde hardwareplatform. In de VTEM is het met zogenaamde Motion Apps
mogelijk om via apps 50 verschillende pneumatische toepassingen uit te voeren.

Hiermee verdwijnt de kloof tussen standaardisatie en flexibiliteit. De VTEM is namelijk
een combinatie van een mechanisch systeem, elektronica en software. Als basis wordt
ventielterminaltechnologie met piëzo-technologie gebruikt, uitgerust met extra sensoren.
Apps voor bijvoorbeeld eindpositiedetectie voor aan/uit-proceskleppen maken een eind
aan de noodzaak van extra componenten, zoals traditionele eindschakelaardozen voor
eindpositiedetectie. Andere voorbeelden zijn de apps ‘ECO-beweging’ en ‘Diagnose
lekkage’.

App verlaagt verbruik perslucht tot 50%
Bijna iedere ontwerpingenieur hanteert een ruime veiligheidsmarge bij het
dimensioneren van pneumatische aandrijvingen voor een installatie. Daardoor hebben
de meeste aandrijvingen meer koppel en kracht dan nodig is voor de daadwerkelijke
werkslag. Dit is vooral merkbaar in het verbruik van perslucht van installaties die continu
in bedrijf zijn. De Motion-app ‘ECO-beweging’ kan het toegenomen verbruik van
perslucht, dat wordt veroorzaakt door de veiligheidsfactor en de grootte van de
aandrijving, beperken en de druk in de aandrijving verlagen tot het minimum dat voor de
toepassing is vereist. Ervaring leert dat hierdoor energiebesparing tot 50% mogelijk is.

App diagnosticeert lekkage
Met de Motion-app ‘Diagnose lekkage’ kunnen lekkages worden gedetecteerd zonder dat
de productie onderbroken hoeft te worden. Dit spaart tijd en geld. Lekken in het
persluchtsysteem kunnen bij specifieke aandrijvingen worden gedetecteerd en
gelokaliseerd in afzonderlijke diagnostische cycli. Dankzij voorgedefinieerde
drempelwaarden is nauwkeurig en preventief onderhoud mogelijk. Intensieve
probleemoplossing in uitgebreide netwerken voor perslucht is hierdoor niet meer nodig.
Onderhoudspersoneel kan direct beginnen met het oplossen van de lekkages.

Dashboards bieden overzicht
Met de dashboards en de IoT-gateway CPX-IOT van Festo kunnen nu onregelmatigheden
in een vroeg stadium worden gedetecteerd en kunnen de benodigde maatregelen worden
genomen om systeemuitval te voorkomen. De kant-en-klare, voorgeconfigureerde
dashboards van Festo hebben geen extra programmering of installatie van software
nodig. De gegevens verbeteren de operationele transparantie voor productiemanagers
en operators.

Verdere verwerking en langetermijnanalyse van gegevens vinden plaats in de cloud.
Dashboards van Festo visualiseren de verzamelde informatie. Door de visualisering en
verwerking van de gegevens ondersteunt Festo installatiebouwers en eindgebruikers in
verschillende stappen. Met als resultaat een verhoogde productiviteit door beter gebruik,
lagere kosten door betere energie-efficiëntie en minder onderbrekingen dankzij
uitgebreide diagnostiek, conditiemonitoring en verbeterd onderhoud. Operators kunnen
de procesbesturingssystemen van hun fabriek met verschillende locaties vergelijken en
mogelijkheden voor energiebesparing identificeren. De gegevens kunnen op elk moment
worden opgevraagd.

Pneumatische aandrijvingen besturen – binnenkort met kunstmatige intelligentie
Met de plaatsingsfunctie in een gedecentraliseerde besturingseenheid, met andere
woorden niet direct aan of in de aandrijving, dienen zich nieuwe mogelijkheden aan voor
het gebruik van kunstmatige intelligentie. Dit begint met de gedecentraliseerde
automatisering van modulaire installaties. Wanneer gebruik wordt gemaakt van de
aanpak MTP (Module Type Package) van ZVEI/NAMUR, kan een module in hogere
besturingssystemen eenvoudig worden gevisualiseerd en kan communicatie met weinig
extra middelen tot stand worden gebracht.

De volgende stap is de gedecentraliseerde implementatie van algoritmen in automatisch
leren – ‘on edge’, dat wil zeggen bij de specifieke productiefase die bewaakt moet
worden. Door gedecentraliseerd monitoren van aandrijvingskenmerken, zoals druk in de
aandrijvingskamers, transportsnelheid en hun correlatie na verloop van tijd, kunnen niet
alleen de parameters van de aandrijving zelf worden geanalyseerd, maar ook afwijkingen
in het technische proces worden gedetecteerd. Dit is de basis voor voorspellend onderhoudsconcepten en voor gegevensanalyses gericht op optimaliseren van het
productieproces. De kunstmatige intelligentie in de modulecontroller detecteert
afwijkingen zonder dat aanvullende programmering nodig is.

De algoritmen worden geleerd op basis van een database voor normale productie,
waardoor ze onafhankelijk afwijkingen kunnen detecteren in het productieproces of in de
prestaties van de aandrijvingen. Hierdoor kunnen operators problemen op tijd detecteren.

Zie hier de Festo website.