Jalur pencetakan gravure berusia 11-tahun-sering mengalami kegagalan sistem registrasi - bagaimana cara memperbaikinya untuk selamanya?
Perusahaan tempat saya bekerja memiliki lini pencetakan gravure sepuluh warna Cerutti R960, yang telah beroperasi selama sekitar 11 tahun. Jalur ini dilengkapi dengan sistem registrasi Automec, dan setelah bertahun-tahun digunakan, sistem ini sering menyebabkan mesin terhenti karena kesalahan komunikasi selama startup dan produksi. Masalah-masalah ini tidak hanya meningkatkan limbah pencetakan tetapi juga mempengaruhi kualitas produk. Pada artikel ini, saya menganalisis penyebab kegagalan komunikasi dalam sistem registrasi dan merangkum beberapa solusi yang relevan.
Prinsip Komunikasi Sistem Registrasi
Diagram komunikasi sistem registrasi Automec kami ditunjukkan pada Gambar 1. Sistem ini menggunakan platform kontrol terintegrasi penuh yang disediakan oleh Beckhoff Jerman, menggabungkan PC dan EtherCAT. PC tersebut adalah komputer industri Beckhoff C6920-0050, dan EtherCAT mengintegrasikan semua komponen otomasi, termasuk I/O EtherCAT berperingkat IP67, perangkat lunak otomasi EtherCAT, dan penggerak servo, yang berfungsi sebagai fieldbus untuk keseluruhan sistem. Komunikasi antara PC dan I/O EtherCAT dicapai melalui coupler EK1100, menghubungkan jaringan EtherCAT dengan terminal I/O EtherCAT untuk mengontrol semua fungsi operasional, termasuk pergerakan unit warna pencetakan, perekaman data, pengoperasian, dan pemantauan jarak jauh. Komunikasi sistem didasarkan pada topologi ring EtherCAT, menyediakan redundansi saluran untuk memastikan pengoperasian normal bahkan jika terjadi pemutusan sambungan.
Gambar 1 Ikhtisar Komunikasi Sistem Pencocokan Warna
Desain ini memastikan penyiapan cepat, hanya memerlukan beberapa-kabel bertegangan rendah untuk dihubungkan selama konfigurasi. Semua tugas pemantauan sistem ditangani oleh alat TwinCAT HMI, tanpa memerlukan driver atau protokol komunikasi lainnya. Dalam alat TwinCAT HMI, variabel diperlakukan sebagai logika program dalam perangkat lunak yang sama.
Analisis Kesalahan Masalah Komunikasi Sistem Pencocokan Warna
Sistem pencocokan warna Oteme menggunakan PC Beckhoff yang berkomunikasi dengan EtherCAT I/O melalui CAT5 (kabel Ethernet Kategori 5 standar) dalam mode 100BASE-TX standar. Mengikuti coupler bus EtherCAT EK1100 terdapat 59 terminal EtherCAT dan terminal ujung bus secara seri. Coupler bus EK1100 mengubah telegram Ethernet 100BaseTX menjadi sinyal bus E-untuk transmisi antar modul terminal EtherCAT. Pada dasarnya, E-bus adalah EtherCAT, kecuali transmisinya menggunakan kontak klip pegas di bagian belakang, bukan kabel jaringan. Konsep "satu jaringan sampai akhir" berarti setiap modul I/O berfungsi sebagai budak EtherCAT. Setiap perangkat budak EtherCAT memiliki empat port komunikasi EtherCAT: Port0 (A), Port1 (B), Port2 (C), dan Port3 (D).
Namun, budak modul sistem titik set-Oteme hanya memiliki dua port komunikasi, dan aliran sinyal melalui modul dari kiri ke kanan ditunjukkan pada Gambar 2. Saat bingkai EtherCAT melewati budak, ia memasuki modul melalui Port0 (A), lalu melewati Unit Pemrosesan EtherCAT, dan meninggalkan modul budak melalui Port1 (B). Jika ada masalah komunikasi selama proses, modul EtherCAT sebelumnya dari modul yang rusak akan secara otomatis mengunci Port1-nya, menyebabkan telegram EtherCAT kembali.
Gambar 2: Pesan EtherCAT Kembali Saat Komunikasi Gagal
Setiap modul I/O EtherCAT memiliki enam kontak pegas. Karena modul dihubungkan secara seri, modul berkomunikasi satu sama lain melalui bus E-pada enam kontak ini. Akhirnya, data dikirimkan melalui kontak setiap modul ke coupler. Pada sistem saat ini terdapat satu modul coupler dengan 60 modul I/O yang dihubungkan secara seri downstream. Karena penuaan modul, resistansi kontak menjadi terlalu tinggi atau tegangan sinyal masukan terlalu rendah, sehingga arus masukan tidak mencukupi untuk menggerakkan rangkaian antarmuka masukan PLC, yang menyebabkan kegagalan komunikasi.
Memecahkan Masalah Komunikasi dalam Sistem Registrasi Warna
(1) Ketika terjadi kegagalan komunikasi, sinyal kembali dari modul sebelumnya, dan sistem diagnostik EtherCAT akan menunjukkan modul di mana kesalahan dimulai. Terkadang, mencabut dan-menyambungkan kembali modul yang rusak, membersihkan kontak modul untuk menghilangkan oksidasi, atau mengganti modul dapat memulihkan komunikasi untuk sementara. Namun, ini hanyalah perbaikan sementara, dan masalah komunikasi mungkin terjadi lagi setelah beberapa waktu.
(2) Restrukturisasi modul I/O yang ada melibatkan perubahan penyiapan komunikasi 1-master-1-slave asli menjadi penyiapan 1-master-4-slave (lihat Gambar 3). Hal ini mencakup penambahan tiga buah coupler EK1100 lagi, mengganti tiga modul daya sebelumnya EL9001 pada PLC dengan modul coupler EK1100 yang memiliki daya internal, dan menghubungkan keempat coupler tersebut secara seri. Setiap coupler menangani 15 modul I/O, yang secara signifikan memperpendek jalur pengembalian sinyal untuk modul hilir, meningkatkan keandalan komunikasi antar modul, dan meningkatkan redundansi data. Metode ini telah diuji dalam renovasi sistem registrasi warna kami, dan selama hampir setahun, tidak ada kegagalan komunikasi dalam sistem.
Gambar 3 Topologi Jaringan Saat Ini dan Topologi Jaringan yang Diupgrade
Artikel ini mempelajari dan menganalisis prinsip komunikasi sistem registrasi warna Oerlikon, menyelidiki penyebab kegagalan komunikasi dalam sistem, dan merangkum solusinya. Pada akhirnya, masalah komunikasi sistem registrasi warna terselesaikan, mengurangi dampak produksi yang disebabkan oleh masalah komunikasi dalam sistem registrasi warna peralatan, dan sangat meningkatkan efisiensi peralatan. Rekan-rekan dengan peralatan serupa dapat merujuk pada pendekatan ini.