Lingkungan untuk membangun sistem informasi, seperti jaringan yang lebih cepat, biaya yang lebih rendah, dan kapasitas penyimpanan yang lebih besar, tersedia di lokasi produksi. Dengan teknologi tersebut, OMRON mewujudkan sistem informasi yang mencakup level sensor menggunakan jaringan terbuka IO-Link sebagai pabrik masa depan. Dan sistem tirai cahaya keselamatan yang kompatibel dengan IO-Link (perangkat pelindung elektronik opt aktif) telah dirilis untuk mendukung realisasi konsep pabrik masa depan ini. Dalam produk yang ada, alat khusus diperlukan, meskipun informasi perawatan yang berguna dapat disediakan, dan sulit untuk menghubungkan ke perangkat lain dalam sistem skala besar. Masalah ini diselesaikan dengan merancang konfigurasi sistem dan kontrol komunikasi dengan mempertahankan fungsi yang ada. Sebagai hasilnya, kami telah mencapai produk yang berkinerja tinggi, kecil, dan biaya rendah. Kami dapat mempermudah penyampaian nilai sistem berbasis informasi kepada pelanggan. Dengan memperluas metode ini ke komponen keselamatan lainnya di masa depan, dimungkinkan untuk berkontribusi pada peningkatan tingkat operasi peralatan produksi pelanggan melalui realisasi konsep pabrik masa depan di atas.

1. Perkenalan

Beberapa waktu telah berlalu sejak kebutuhan pasar menjadi jelas untuk mengumpulkan beragam informasi melalui jaringan dari komponen input, logika, dan output yang merupakan sistem produksi di lantai bengkel manufaktur untuk memanfaatkan data yang dihasilkan untuk pemeliharaan preventif. Menanggapi kebutuhan pasar tersebut, sejauh ini banyak produk telah dikembangkan oleh masing-masing produsen di industri FA, termasuk OMRON. Sampai sekarang, bagaimanapun, banyak kasus upaya pengembangan telah diperluas terutama ke komponen tipe logika, lebih khusus lagi, unit I/O jarak jauh PLC. Akibatnya, pemeliharaan preventif yang diinformasikan hanya menghasilkan efek yang terbatas. Salah satu faktor di balik layar adalah rendahnya cakupan informasi karena kesulitan dalam komponen tipe input jaringan, yang merupakan proporsi terbesar dari konstituen sistem produksi. Untuk pelaksanaan pemeliharaan preventif yang lebih efektif, semua komponen yang menjalani pemeliharaan preventif harus dibuat kompatibel dengan jaringan. Oleh karena itu, pelanggan telah menjadikannya sebagai kriteria pemilihan penting untuk komponen input apakah mereka dapat diinformasikan dengan biaya lebih rendah sambil tetap berukuran kecil. Alasannya adalah bahwa komponen input besar dalam jumlah dan variasi dan mudah terpengaruh oleh biaya saluran atau dampak selama pemasangan.

Di sisi lain, ketika dibuat kompatibel dengan jaringan, komponen ini berakhir dengan peningkatan ukuran atau biaya karena dimasukkannya sirkuit khusus. Akibatnya, komponen input tertinggal dalam informatisasi, sehingga menyebabkan kegagalan dalam memperluas jangkauan model yang kompatibel dengan jaringan. Selain itu, kebutuhan akan informasi yang jelas tidak begitu tinggi di antara pelanggan seperti sekarang. Nilai tambah yang tersedia dari pemeliharaan preventif yang diinformasikan hanya pada tingkat yang terbatas di lingkungan yang kurang berkembang tersebut dianggap tidak memuaskan untuk membenarkan adopsi komponen input yang kompatibel dengan jaringan dibandingkan dengan biaya komponen itu sendiri atau biaya tambahan, termasuk biaya komponen. merancang jam kerja untuk konstruksi sistem.

Namun, dalam beberapa tahun terakhir, suku cadang elektronik khusus untuk jaringan mengalami penurunan harga dan ukuran. Selain itu, berbagai model yang kompatibel dengan jaringan juga telah diperluas. Selain itu, selain jaringan berkecepatan tinggi sebagai saluran pengumpulan informasi, layanan penyimpanan data dan basis data berkapasitas lebih besar dengan harga lebih rendah telah tersedia bersamaan dengan pengumuman dan komersialisasi perangkat dan teknologi untuk sistem terinformasi, termasuk AI yang dikembangkan untuk menganalisis dan menggunakan secara efektif. data tersimpan. Dengan demikian, sedang berlangsung pengembangan lingkungan yang nyaman untuk memenuhi kebutuhan pasar yang telah dikenal selama beberapa waktu.

OMRON juga bertujuan untuk mewujudkan pabrik masa depan di mana manusia dan mesin dapat benar-benar memahami satu sama lain . Dengan IoT yang menghubungkan semua hal di lantai pabrik manufaktur satu sama lain dan manusia, akan memungkinkan, misalnya, untuk mendeteksi tanda-tanda kegagalan peralatan sehingga peralatan dapat merespons secara mandiri dan mengidentifikasi penyebab cacat produk1). Di banyak lantai pabrik manufaktur, IoT-isasi sedang berlangsung dari lapisan kontrol mesin (Gbr. 1) dan lapisan di atasnya melalui EtherNet/IP, EtherCAT, atau protokol lainnya. Di bawah konsep ini, OMRON telah mengembangkan jajaran perangkat yang kompatibel dengan IO-Link, konstituen jaringan terbuka tingkat sensor di bawah lapisan atas ini, di depan semua yang lain, dan telah mulai mempromosikan pembangunan sistem terinformasi hingga ke sensor. tingkat. Tirai lampu pengaman (Model F3SG-SR/seri PG) yang disajikan di sini dan aksesorinya, keran cerdas (Model F39-SGIT-IL3), adalah yang pertama dari jenisnya yang kompatibel dengan informatisasi tingkat sensor di antara komponen keselamatan OMRON. Akibatnya, informasi sekarang dapat dikumpulkan dari komponen tujuan umum serta komponen keselamatan.

Tirai cahaya keselamatan yang menarik di sini adalah sistem sensor fotolistrik dengan beberapa sumbu optik. Sistem sensor ini terutama digunakan untuk mendeteksi masuknya orang dari area aman ke area bahaya. Sistem produksi dibangun untuk menyalakan output tirai lampu pengaman sehingga peralatan mekanis apa pun di area bahaya, seperti peralatan mesin atau mesin press, hanya dapat beroperasi ketika cahaya datang terdeteksi di sepanjang setiap sumbu optik. Dengan kata lain, ketika orang yang lewat menghalangi salah satu sumbu optiknya, tirai lampu keselamatan dimatikan, akibatnya peralatan berhenti, sehingga mencegah cedera pribadi yang tidak disengaja. Sebaliknya, peralatan tidak dapat beroperasi dengan output tirai lampu pengaman dimatikan. Asumsikan, misalnya, bahwa seberkas cahaya yang mengenai salah satu bagian penerima cahaya salah ditentukan sebagai terhalang karena produk dengan permukaan kotor. Kemudian, bahkan tanpa seorang pun akan memasuki zona bahaya, peralatan akan berhenti berjalan, mengakibatkan penurunan yang tidak perlu dalam tingkat operasi sistem produksi pelanggan. Asumsikan bahwa tersedia mekanisme yang dapat terus memantau jumlah cahaya yang diterima di sepanjang sumbu optik dalam situasi seperti itu. Kemudian, deteksi penurunan bertahap dalam jumlah cahaya yang diterima akan menjadi mungkin, dimana tingkat operasi peralatan produksi pelanggan dapat dipertahankan melalui tindakan pemeliharaan, seperti pembersihan, sebelum gangguan tirai cahaya keselamatan. peralatan akan berhenti berjalan, mengakibatkan penurunan yang tidak perlu dalam tingkat operasi sistem produksi pelanggan. Asumsikan bahwa tersedia mekanisme yang dapat terus memantau jumlah cahaya yang diterima di sepanjang sumbu optik dalam situasi seperti itu. Kemudian, deteksi penurunan bertahap dalam jumlah cahaya yang diterima akan menjadi mungkin, dimana tingkat operasi peralatan produksi pelanggan dapat dipertahankan melalui tindakan pemeliharaan, seperti pembersihan, sebelum gangguan tirai cahaya keselamatan. peralatan akan berhenti berjalan, mengakibatkan penurunan yang tidak perlu dalam tingkat operasi sistem produksi pelanggan. Asumsikan bahwa tersedia mekanisme yang dapat terus memantau jumlah cahaya yang diterima di sepanjang sumbu optik dalam situasi seperti itu. Kemudian, deteksi penurunan bertahap dalam jumlah cahaya yang diterima akan menjadi mungkin, dimana tingkat operasi peralatan produksi pelanggan dapat dipertahankan melalui tindakan pemeliharaan, seperti pembersihan, sebelum gangguan tirai cahaya keselamatan.

2. Konfigurasi sistem

2.1 Konfigurasi keseluruhan

Unit minimum untuk sistem tirai cahaya keselamatan adalah satu set yang terdiri dari pemancar cahaya yang dipasangkan dengan penerima cahaya. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2, dua set dapat dihubungkan ke sistem tirai lampu pengaman satu set dengan peningkatan jumlah sumbu optik. Jika sistem tirai lampu pengaman digunakan untuk tujuan informasi dalam arti makalah ini, informasi dari tirai lampu pengaman (Model F3SG-SR/PG) akan dikonversi melalui keran cerdas (Model F39-SGIT-IL3), aksesori ke Model F3SG-SR/PG, ke dalam format yang didukung oleh protokol IO-Link. Sistem yang dikonfigurasi dengan demikian kemudian dapat dihubungkan dengan Sysmac3)Platform Terintegrasi melalui master IO-Link (Model NX-ILM400 atau Model GX-ILM08C). Perhatikan bahwa fungsi pemberitahuan informasi untuk PC atau perangkat seluler telah tersedia melalui alat konfigurasi tirai lampu keselamatan khusus seri SD Manager sejak rilis seri tirai lampu keselamatan yang ada dan telah ditingkatkan kali ini untuk penggunaan gabungan dengan IO-Link- perangkat yang kompatibel.

2.2 Ketuk cerdas

Komponen penting untuk menerapkan sistem informasi adalah tap cerdas, yang berfungsi sebagai gateway yang kompatibel dengan beberapa protokol komunikasi. Dalam konfigurasi sistem ini, fungsi gateway disediakan oleh komponen independen yang terpisah dari safety light curtain. Konfigurasi ini memungkinkan kami untuk menyediakan komponen keselamatan tanpa embel-embel dalam kondisi optimal kepada pelanggan yang hanya membutuhkan fungsi komponen keselamatan konvensional yang sama seperti sebelumnya atau untuk menyediakan sistem yang diimplementasikan dengan penambahan tap cerdas kepada pelanggan yang mencari nilai tambah informasi selain fungsi konvensional.

Gambar. 3 menunjukkan diagram konfigurasi berdasarkan konfigurasi yang dijelaskan di atas dan terutama berfokus pada protokol komunikasi dan hubungan master-slave terkait.

3. Tantangan teknis

3.1 Ukuran lebih kecil dan biaya lebih rendah

Tirai cahaya keselamatan memberikan keamanan pribadi, yang sebelumnya dianggap sebagai nilai tambah khusus untuk produksi. Namun demikian, dengan pasar baru-baru ini sangat menyadari pentingnya penerapan keselamatan, langkah-langkah jaminan keselamatan menggunakan tirai cahaya keselamatan telah menjadi bagian umum dari persyaratan desain peralatan produksi. Akibatnya, tirai lampu pengaman menjadi penting untuk memenuhi kebutuhan akan ukuran yang lebih kecil dan biaya yang lebih rendah seperti halnya komponen untuk keperluan umum. Ketika persyaratan ukuran mengasumsikan lampiran ke profil aluminium di pasar di mana informasi komponen keselamatan umumnya relatif rendah permintaan, keran cerdas pertama dan terutama harus berada dalam kisaran harga yang wajar bagi pelanggan sambil memenuhi persyaratan wajib ukuran kecil dan biaya rendah,

Selain itu, seperti halnya safety light curtain, keran cerdas dituntut memiliki arsitektur sebagai komponen pengaman. Arsitektur seperti itu memiliki hubungan timbal balik dengan ukuran dan pengurangan biaya. Lebih khusus lagi, arsitektur seperti itu membutuhkan konfigurasi internal dengan tambahan redundansi sirkuit gagal-aman untuk memenuhi tingkat keamanan yang diperlukan. Selain itu, keran cerdas, perangkat off-board, harus memenuhi persyaratan ketahanan lingkungan yang menuntut, termasuk kinerja penyegelan, dan selanjutnya harus memenuhi beberapa rangkaian persyaratan insulasi untuk membangun koneksi dari beberapa master komunikasi dalam sistem terpisah. Pertimbangan teknis yang kami buat mengungkapkan bahwa keran cerdas jauh dari persyaratan ukuran dan biaya. Dengan demikian, tindakan korektif mendasar harus dilaksanakan.

3.2 Perangkat lunak untuk mengimplementasikan banyak fungsi

Selain fungsi mematikan daya dasar yang digunakan saat tidak ada cahaya yang terdeteksi di sepanjang sumbu optiknya, tirai lampu pengaman memiliki berbagai macam fungsi yang disediakan terutama oleh perangkat lunaknya. Sementara itu, keran cerdas diperlukan untuk memiliki DIP dan sakelar taktil sebagai pengaturan cepat dan antarmuka I/O eksternal dengan tirai lampu keselamatan pelanggan, selain bus komunikasi internal untuk informasi dan fungsi gerbang multiprotokol yang kompatibel dengan IO-Link, USB, dan perangkat komunikasi Bluetooth. Untuk kompatibilitas dengan persyaratan yang disajikan di bagian sebelumnya, banyak fungsi ini dan kinerjanya harus disediakan oleh MPU yang murah dan sirkuit periferalnya.

Poin ini dijelaskan dalam makalah ini, dengan fokus pada perspektif komunikasi, khususnya kontribusi untuk mengimplementasikan fungsi informasi. Seperti ditunjukkan pada Gambar. 3, komunikasi master-slave pada Tabel 1 hidup berdampingan dalam sistem. Apa yang diperlukan adalah untuk mendukung mereka pada saat yang sama. Lebih spesifik,

• 1) kontrol notifikasi informasi dari penerima cahaya utama/utama ke masing-masing slave; dan
• 2) kompatibilitas antara fungsi slave SMd (lihat Tabel 1), masing-masing menggunakan protokol yang berbeda (protokol komunikasi sensor-ke-sensor dan IO-Link).

Beberapa produk pesaing juga memiliki aksesori yang menyediakan fungsi gateway tetapi hanya mendukung satu protokol. Tidak seperti tap cerdas kami, tidak ada yang diketahui merupakan komponen yang mendukung tiga protokol berbeda (USB, Bluetooth, dan IO-Link). Selain itu, tap cerdas kami baru karena dapat menggunakan protokol IO-Link secara bersamaan dengan protokol USB atau protokol Bluetooth. Kami memutuskan untuk tidak membatasi ketukan cerdas kami hanya pada protokol IO-Link karena dua alasan. Salah satunya adalah dengan menggunakan protokol yang berbeda, tergantung pada jenis informasinya. Saat dalam kondisi normal, keran cerdas mengumpulkan informasi sederhana untuk pemantauan berkelanjutan agar diberitahukan melalui saluran IO-Link ke jaringan tujuan umum untuk melakukan pemeliharaan preventif. Ketika anomali terjadi, seperti kondisi masalah, tap cerdas menggunakan alat khusus dan informasi terperinci untuk melakukan pemecahan masalah yang efisien melalui saluran USB/Bluetooth. Optimalisasi jaringan ini telah menghasilkan pengurangan biaya sistem. Yang lainnya adalah mempertimbangkan pelanggan yang sudah ada yang menggunakan alat khusus yang terhubung langsung ke tirai lampu pengaman yang berdiri sendiri tanpa jaringan di antaranya. Penggunaan protokol IO-Link memerlukan instalasi banyak perangkat periferal, seperti PLC. Oleh karena itu, bagi pelanggan yang puas dengan penggunaan safety light curtain yang dipantau oleh alat khusus konvensional, perubahan tersebut berarti biaya pengembangan tambahan karena pemasangan perangkat keras baru, seperti PLC, atau perubahan konfigurasi sistem. Kami khawatir bahwa setiap perubahan dalam metode operasi suatu sistem dapat memaksa operator untuk mengubah prosedur operasi dengan mengorbankan kenyamanan pelanggan. Optimalisasi jaringan ini telah menghasilkan pengurangan biaya sistem. Yang lainnya adalah mempertimbangkan pelanggan yang sudah ada yang menggunakan alat khusus yang terhubung langsung ke tirai lampu pengaman yang berdiri sendiri tanpa jaringan di antaranya. Penggunaan protokol IO-Link memerlukan instalasi banyak perangkat periferal, seperti PLC. Oleh karena itu, bagi pelanggan yang puas dengan penggunaan safety light curtain yang dipantau oleh alat khusus konvensional, perubahan tersebut berarti biaya pengembangan tambahan karena pemasangan perangkat keras baru, seperti PLC, atau perubahan konfigurasi sistem. Kami khawatir bahwa setiap perubahan dalam metode operasi suatu sistem dapat memaksa operator untuk mengubah prosedur operasi dengan mengorbankan kenyamanan pelanggan. Optimalisasi jaringan ini telah menghasilkan pengurangan biaya sistem. Yang lainnya adalah mempertimbangkan pelanggan yang sudah ada yang menggunakan alat khusus yang terhubung langsung ke tirai lampu pengaman yang berdiri sendiri tanpa jaringan di antaranya. Penggunaan protokol IO-Link memerlukan instalasi banyak perangkat periferal, seperti PLC. Oleh karena itu, bagi pelanggan yang puas dengan penggunaan safety light curtain yang dipantau oleh alat khusus konvensional, perubahan tersebut berarti biaya pengembangan tambahan karena pemasangan perangkat keras baru, seperti PLC, atau perubahan konfigurasi sistem. Kami khawatir bahwa setiap perubahan dalam metode operasi suatu sistem dapat memaksa operator untuk mengubah prosedur operasi dengan mengorbankan kenyamanan pelanggan. Yang lainnya adalah mempertimbangkan pelanggan yang sudah ada yang menggunakan alat khusus yang terhubung langsung ke tirai lampu pengaman yang berdiri sendiri tanpa jaringan di antaranya. Penggunaan protokol IO-Link memerlukan instalasi banyak perangkat periferal, seperti PLC. Oleh karena itu, bagi pelanggan yang puas dengan penggunaan safety light curtain yang dipantau oleh alat khusus konvensional, perubahan tersebut berarti biaya pengembangan tambahan karena pemasangan perangkat keras baru, seperti PLC, atau perubahan konfigurasi sistem. Kami khawatir bahwa setiap perubahan dalam metode operasi suatu sistem dapat memaksa operator untuk mengubah prosedur operasi dengan mengorbankan kenyamanan pelanggan. Yang lainnya adalah mempertimbangkan pelanggan yang sudah ada yang menggunakan alat khusus yang terhubung langsung ke tirai lampu pengaman yang berdiri sendiri tanpa jaringan di antaranya. Penggunaan protokol IO-Link memerlukan instalasi banyak perangkat periferal, seperti PLC. Oleh karena itu, bagi pelanggan yang puas dengan penggunaan safety light curtain yang dipantau oleh alat khusus konvensional, perubahan tersebut berarti biaya pengembangan tambahan karena pemasangan perangkat keras baru, seperti PLC, atau perubahan konfigurasi sistem. Kami khawatir bahwa setiap perubahan dalam metode operasi suatu sistem dapat memaksa operator untuk mengubah prosedur operasi dengan mengorbankan kenyamanan pelanggan. untuk pelanggan yang puas dengan penggunaan safety light curtain yang dipantau oleh alat khusus konvensional, perubahan tersebut berarti biaya pengembangan tambahan karena pemasangan perangkat keras baru, seperti PLC, atau perubahan konfigurasi sistem. Kami khawatir bahwa setiap perubahan dalam metode operasi suatu sistem dapat memaksa operator untuk mengubah prosedur operasi dengan mengorbankan kenyamanan pelanggan. untuk pelanggan yang puas dengan penggunaan safety light curtain yang dipantau oleh alat khusus konvensional, perubahan tersebut berarti biaya pengembangan tambahan karena pemasangan perangkat keras baru, seperti PLC, atau perubahan konfigurasi sistem. Kami khawatir bahwa setiap perubahan dalam metode operasi suatu sistem dapat memaksa operator untuk mengubah prosedur operasi dengan mengorbankan kenyamanan pelanggan.

Tirai lampu pengaman buatan OMRON yang ada hanya mendukung komunikasi USB atau Bluetooth melalui perangkat yang setara dengan IFU/IFU BT (lihat Tabel 1). Tujuannya di sini adalah untuk memperluas jangkauan protokol yang didukung seperti yang dijelaskan di atas dan mengimplementasikan fungsi baru dari penggunaan simultan mereka. Kami kemudian akan diaktifkan untuk menyediakan sarana informasi tambahan yang efektif dan pilihan mereka kepada pelanggan kami.

Penerima cahaya utama yang akan digunakan sebagai master komunikasi untuk protokol komunikasi sensor-ke-sensor di atas diperlukan untuk menyediakan mode pemberitahuan dan pertukaran informasi berikut serta kinerja respons yang sesuai:

• 1) Komunikasi dengan SMd
  – Informasi input eksternal ke tap cerdas (*1)
  – Data internal untuk kontrol sensor
  – Pemeriksaan permintaan data (*2)
  – Transmisi data untuk perangkat eksternal
  ?(Data untuk master IO-Link) (*a )
• 2) Komunikasi dengan IFU dan IFU BT
  – Pemeriksaan permintaan data (*2)
  – Transmisi data untuk perangkat eksternal (data untuk PC/perangkat seluler) (*a)
• 3) Komunikasi dengan penerima cahaya sekunder dan pemancar/sensor cahaya
  – Instruksi untuk transmisi data untuk perangkat eksternal (*b)
  – Data internal untuk tujuan kontrol (Bendera kontrol dan status internal) (*3)

4. Langkah-langkah untuk implementasi sistem

4.1 Ukuran dan pengurangan biaya

Ketukan cerdas jauh dari spesifikasi yang diperlukan menjalani tinjauan arsitekturnya untuk implementasi keselamatan. Upaya untuk memenuhi persyaratan Standar Keselamatan Internasional yang berlaku dengan menggunakan metode standar yang ditentukan di dalamnya memerlukan konfigurasi redundan untuk sakelar DIP yang digunakan sebagai antarmuka pengaturan operasi dengan tirai lampu pengaman atau untuk MPU untuk kontrol operasi produk. Konfigurasi ini, bagaimanapun, akan mengurangi area pemasangan yang tersedia dan meningkatkan biaya yang diperlukan, yang mengakibatkan kegagalan untuk memenuhi spesifikasi produk yang diperlukan. Oleh karena itu, arsitektur dan logika perangkat lunak dikembangkan untuk memenuhi persyaratan keselamatan dengan tirai cahaya keselamatan dan MPU tetap menjadi satu sistem, masing-masing. Melalui implementasi sistem pada basis sistem tunggal, kami mengurangi area pemasangan untuk suku cadang itu sendiri dan sirkuit periferalnya sebesar 10 persen dan biaya implementasi untuk bagian yang dipermasalahkan sebesar 30 persen tanpa mengorbankan konfigurasi yang ramah pelanggan. Sistem yang dikonfigurasi dengan demikian digabungkan dengan logika yang baru dikembangkan, di mana kemungkinan kegagalan berbahaya per satuan waktu untuk menentukan tingkat keselamatan yang dicapai berhasil dikurangi hingga kira-kira seperseratus dari tingkat aslinya. Akibatnya, probabilitas kegagalan berbahaya di atas menjadi setara dengan yang dapat dicapai dengan arsitektur sistem yang berlebihan. Produk kami menerima persetujuan dari badan pemberitahuan pihak ketiga dan mencapai tingkat keamanan tertinggi untuk peralatan FA dan tirai lampu pengaman yang sesuai dengan Standar Keselamatan Internasional yang berlaku.4-6). Sementara itu, keran cerdas kami telah diimplementasikan dengan volume bodi kurang dari setengah volume aksesori yang kompatibel dengan IO-Link ke tirai lampu keselamatan pesaing kami dan selanjutnya dengan fungsi tambahan, termasuk antarmuka input pengaturan operasi dan dukungan protokol lainnya. daripada protokol IO-Link.

4.2 Kontrol informasi intra-sistem oleh penerima cahaya utama

4.2.1 Konsep keseluruhan

Jika dilihat dengan fokus pada penanganan komunikasi, masing-masing penerima cahaya dan pemancar cahaya melakukan proses pemberitahuan informasi satu arah dan proses pertukaran informasi dua arah selama satu siklus. SMd, IFU, dan IFU BT, yang merupakan perangkat built-in dari intelligent tap tetapi merupakan perangkat eksternal seperti yang dilihat dari penerima cahaya dan pemancar cahaya, melakukan pemrosesan penerimaan berkelanjutan, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4.

Tirai cahaya pengaman memerlukan sinkronisasi waktu presisi tinggi pada urutan -detik antara penerima cahaya dan pemancar cahaya serta antara penerima cahaya atau pemancar cahaya yang saling berhubungan untuk melakukan proses emisi dan penerimaan cahaya yang cepat dan akurat dengan beberapa sumbu optik. Pertukaran informasi dan kontrol waktu yang diperlukan untuk mengontrol proses ini dilakukan dalam komunikasi sensor-ke-sensor (“Sensor Communication”), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Dalam proses pemberitahuan informasi lainnya, pemberitahuan informasi dari penerima cahaya dan pemancar cahaya ke masing-masing master komunikasi terjadi atas permintaan dari master komunikasi, seperti master IO-Link, PC, atau perangkat seluler, selain pemrosesan internal, seperti sebagai pemrosesan tampilan sensor. Namun, perhatikan bahwa mekanisme diperlukan untuk memberi tahu informasi yang berbeda secara terpisah ke, misalnya, master IO-Link dan PC bahkan jika terjadi permintaan informasi log kesalahan secara simultan dari master IO-Link dan permintaan informasi log yang diterima. permintaan informasi jumlah ringan dari PC.

4.2.2 Metode pembentukan komunikasi di penerima cahaya utama

Untuk memenuhi tujuan yang dimaksudkan, sistem kami harus memiliki kemampuan untuk melakukan tugas komunikasi tanpa konflik pada frekuensi yang cukup untuk memenuhi semua persyaratan komunikasi yang disajikan di atas dan persyaratan kinerja untuk komunikasi individu. Tugas komunikasi yang akan dilakukan dibagi sebagai berikut:

• 1) Komunikasi satu arah untuk memberitahukan informasi dari setiap pemancar cahaya dan penerima cahaya ke SMd atau IFU/IFU BT (“Data (1) dan (2)” pada Gambar 4); atau
• 2) Komunikasi dua arah untuk pertukaran informasi infra-sistem antara penerima/master lampu utama dan setiap slave (“Data (3)” pada Gambar 4).

Mekanisme untuk melakukan tugas-tugas ini terdiri dari pemancar cahaya dan penerima cahaya yang melakukan tugas keluaran data ("Keluaran data ke XX") selama paruh pertama siklus dan tugas komunikasi sensor-ke-sensor ("Komunikasi sensor") selama paruh kedua dari siklus yang sama seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4. Selama komunikasi sensor-ke-sensor, penerima cahaya utama mengumpulkan informasi "Data (3)" dari perangkat yang terhubung ke sistem dan menanggapi permintaan dari komunikasi eksternal master selama interval waktu keluaran data dengan mengeluarkan instruksi mengenai data mana yang harus ditransmisikan dari penerima cahaya mana atau pemancar cahaya mana ke master komunikasi mana. Berdasarkan instruksi ini, keluaran informasi “Data (2)” terjadi selama komunikasi satu arah untuk siklus berikutnya.

Sistem kami mengadopsi metode berbasis tabel perintah komunikasi dari eksekusi berurutan berurutan untuk setiap siklus kontrol sebagai metode spesifik untuk melakukan komunikasi sensor-ke-sensor. Gambar 3 menunjukkan contoh kemungkinan konfigurasi Model F3SG-SR/PG: konfigurasi alternatif juga diperbolehkan di mana, misalnya: tiga sensor terhubung satu sama lain atau penerima cahaya berpasangan, atau pemancar cahaya tidak terhubung secara elektrik ke satu lain. Komunikasi yang diperlukan mungkin berbeda tergantung pada konfigurasi sistem. Oleh karena itu, sistem safety light curtain secara otomatis mengenali konfigurasi as-of saat start-up, memilih tabel perintah komunikasi yang optimal untuk konfigurasi berdasarkan padanan atau frekuensi komunikasi yang diperlukan,

Selama proses eksekusi, sistem kami harus dapat mengenali permintaan informasi dari perangkat eksternal dan mempertimbangkan urutan perintah yang dipesan secara optimal dalam tabel komunikasi untuk mengalokasikan jumlah waktu keluaran data yang sesuai untuk permintaan individu, bahkan jika diminta untuk informasi yang berbeda oleh beberapa ahli komunikasi yang berbeda. Sistem yang disajikan di sini mengasumsikan penanganan simultan dua pola untuk permintaan informasi dari luar karena permintaan informasi datang dari IFU/IFU BT atau SMd. Perhatikan bahwa penanganan simultan tiga pola tidak dipertimbangkan untuk sistem ini karena IFU dan IFU BT adalah eksklusif satu sama lain, seperti catatan kaki di bawah Tabel 1. Tabel 2 menunjukkan contoh tabel perintah komunikasi tertentu. Contoh tabel komunikasi ini berisi 10 elemen.

Seperti yang ditunjukkan dalam contoh ini, untuk menjaga kompatibilitas antara pertukaran informasi dan pemberitahuan informasi, tabel perintah komunikasi dibagi menjadi babak pertama dari Nomor 1 hingga 5 dan babak kedua dari Nomor 6 hingga 10; pemeriksaan permintaan dengan IFU/IFU BT terjadi selama No. 1 dan 2 di paruh pertama Tabel 2, diikuti oleh pemeriksaan permintaan lain dengan SMd selama No. 6 di paruh kedua Tabel 2. Pemeriksaan dengan IFU dan IFU BT disatukan di babak pertama karena kendala yang dijelaskan di atas: dengan kata lain, tidak ada dua permintaan yang terjadi bersama untuk IFU dan IFU BT, yang eksklusif satu sama lain. Misalnya, asumsikan bahwa permintaan informasi status datang dari IFU BT ke penerima cahaya primer, diikuti oleh permintaan informasi jumlah cahaya yang diterima dari SMd ke sensor sekunder. Kemudian, permintaan ini akan ditangani melalui pemberitahuan informasi status dan informasi jumlah cahaya yang diterima dari penerima cahaya primer ke IFU BT dan dari penerima cahaya sekunder ke SMd, masing-masing, selama waktu keluaran data dari siklus untuk mengeksekusi baik dari dua bagian dari tabel komunikasi. Ketika run kedua dari tabel komunikasi dimulai dari No. 1 setelah run pertama selesai, permintaan akan diperiksa untuk setiap perubahan. Jika tidak ada perubahan yang terdeteksi, permintaan akan ditangani sebagaimana adanya. Jika ada perubahan yang terdeteksi, informasinya akan terus diberitahukan ke IFU dan IFU BT atau ke SMd untuk memastikan penanganan permintaan tanpa gangguan. selama waktu keluaran data dari siklus untuk mengeksekusi salah satu dari dua bagian tabel komunikasi. Ketika run kedua dari tabel komunikasi dimulai dari No. 1 setelah run pertama selesai, permintaan akan diperiksa untuk setiap perubahan. Jika tidak ada perubahan yang terdeteksi, permintaan akan ditangani sebagaimana adanya. Jika ada perubahan yang terdeteksi, informasinya akan terus diberitahukan ke IFU dan IFU BT atau ke SMd untuk memastikan penanganan permintaan tanpa gangguan. selama waktu keluaran data dari siklus untuk mengeksekusi salah satu dari dua bagian tabel komunikasi. Ketika run kedua dari tabel komunikasi dimulai dari No. 1 setelah run pertama selesai, permintaan akan diperiksa untuk setiap perubahan. Jika tidak ada perubahan yang terdeteksi, permintaan akan ditangani sebagaimana adanya. Jika ada perubahan yang terdeteksi, informasinya akan terus diberitahukan ke IFU dan IFU BT atau ke SMd untuk memastikan penanganan permintaan yang tidak terputus.

4.3 Metode pembentukan komunikasi di SMd

Perangkat lunak SMd terutama melakukan tiga fungsi berikut:

• 1) Menangani respons komunikasi dari sensor (penerima atau pemancar cahaya)
• 2) Komunikasi buffering dari master IO-Link
• 3) Menangani komunikasi dengan master IO-Link dan proses lainnya

Di bagian SMd dari Gambar. 4, Fungsi 1) sesuai dengan "Input data dari sensor", Fungsi 2) ke "Respons data untuk Komunikasi IO-Link", dan Fungsi 3) ke kategori "Lainnya".

Komunikasi dengan sensor dan dengan master IO-Link keduanya merupakan komunikasi sinkron. Dalam kedua kasus, non-deteksi akan menghasilkan kesalahan. Masalah ini berlaku terutama untuk tirai lampu pengaman yang mengenali negatif palsu sebagai anomali dan mematikan outputnya sendiri, sehingga menghentikan peralatan produksi. Untuk menghindari masalah ini, Fungsi 1) dan 3) dijalankan secara bergantian, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4, selama pemrosesan normal perangkat lunak SMd. Sedangkan komunikasi IO-Link ditangani dengan kombinasi proses interupsi untuk Fungsi 2) dengan isi Fungsi 3). Ide urutan peristiwa ini diilustrasikan secara lebih rinci pada Gambar. 5.

Selama "Input data melalui Sensor Comm.", pemrosesan penerimaan untuk komunikasi sensor-ke-sensor dilakukan. Dalam komunikasi ini, terjadi penerimaan status internal sensor dan informasi log, dengan kata lain, data dikirimkan ke master IO-Link, sedangkan transmisi terjadi informasi input eksternal ke penerima cahaya utama. Jika ada permintaan untuk komunikasi IO-Link selama pemrosesan ini, hanya akuisisi data komunikasi yang akan dilakukan melalui proses interupsi untuk memprioritaskan komunikasi sensor-ke-sensor. Selama bagian kategori "Lainnya", penanganan komunikasi IO-Link terjadi bersamaan dengan kejadian seperti pemrosesan input eksternal atau kontrol lampu indikator.

Jika ada permintaan untuk komunikasi sensor-ke-sensor selama pemrosesan ini, data komunikasi akan disimpan dalam memori sementara hingga “Input data melalui Sensor Comm” berikutnya, selama pemrosesan data dan pemrosesan balasan terjadi. Dari pertimbangan volume dan frekuensi dari setiap komunikasi data dan ukuran buffer untuk setiap penerimaan data, masing-masing waktu pemrosesan yang diperlukan ditentukan ke dalam jadwal mereka sendiri, yang dengannya setiap data diproses. Dengan cara ini, komunikasi bebas penundaan dilakukan dengan master komunikasi yang menggunakan banyak protokol.

Seluruh sistem, termasuk komunikasi sensor-ke-sensor yang dijelaskan di atas, telah lulus evaluasi internal dengan kriteria internal yang mencerminkan spesifikasi produk dan standar keselamatan yang berlaku serta evaluasi pihak ketiga eksternal. Evaluasi ini meliputi kebisingan, suhu, evaluasi ketahanan lingkungan lainnya, dan evaluasi beban komunikasi.

5. Kesimpulan

Tirai lampu pengaman konvensional dihubungkan melalui informasi hidup/mati keluarannya ke sistem produksi. Namun, informasi pemeliharaan diproses melalui alat khusus, di mana antarmuka langsung menjadi sulit antara tirai lampu keselamatan dan sistem produksi. Teknologi yang disajikan di sini menggunakan produk yang dikenal sebagai tap cerdas untuk memungkinkan antarmuka dengan jaringan tujuan umum, yang sejauh ini tidak mungkin dilakukan dengan komponen keamanan konvensional, melalui komunikasi protokol terbuka sambil tetap menggunakan cara konvensional.

Namun, perhatikan bahwa komponen keselamatan dikategorikan sebagai komponen input, logika, atau output. Tirai lampu pengaman adalah contoh elemen input. Oleh karena itu, tantangan kami berikutnya adalah menerapkan teknologi yang disajikan di sini untuk mengurangi ukuran dan biaya komponen keselamatan selain tirai lampu pengaman dan menghasilkan efek yang sebanding dengan yang dapat dicapai karena teknologi ini diterapkan pada tirai lampu pengaman. Penerapan teknologi ini ke sakelar pintu pengaman, misalnya, akan mengarah pada peningkatan lebih lanjut cakupan perangkat yang tidak dapat diformat.

Studi ini menetapkan metode untuk mengubah data dalam komponen keamanan menjadi informasi non-keamanan untuk diberitahukan ke jaringan tujuan umum. Tidak yakin dengan kebutuhan pasar untuk jaringan keamanan terinformasi, kami memilih jaringan tujuan umum. Mulai sekarang, kami bermaksud untuk mempertimbangkan secara aktif menggunakan informasi dalam jaringan keselamatan bersama dengan penyebaran horizontal dari teknologi yang disajikan di sini. Mulai sekarang, kami bermaksud untuk menciptakan nilai baru dari informasi yang dapat dicapai melalui antarmuka dengan jaringan keselamatan dan membantu pelanggan kami lebih meningkatkan tingkat operasi produksi mereka.

Referensi

1?

OMRON Corporation, "Pabrik Masa Depan" (halaman web dalam bahasa Jepang), https://www.fa.omron.co.jp/product/special/sysmac/overview/iot-future-factory.html(diakses: 26 Juni 2020).

2

OMRON Corporation, “Pengantar Sysmac - IoT” (halaman web dalam bahasa Jepang), https://www.fa.omron.co.jp/product/special/sysmac/introduction-to-sysmac/visualization.html(diakses: 26 Juni 2020).

3

OMRON Corporation, “Konsep Sysmac” (halaman web dalam bahasa Jepang), https://www.fa.omron.co.jp/product/special/sysmac/concept/
(diakses: 26 Juni 2020).

4?

Keselamatan mesin - Bagian sistem kontrol yang terkait dengan keselamatan - Bagian 1: Prinsip umum untuk desain , ISO 13849-1:2015, Organisasi Internasional untuk Standardisasi, 2015.

5?

Keselamatan fungsional sistem terkait keselamatan listrik/elektronik/elektronik yang dapat diprogram - Bagian 1: Persyaratan umum , IEC 61508-1 Ed. 2.0:2010(b), Komisi Elektroteknik Internasional, 2010.

6?

Peralatan pelindung elektro-sensitif - Bagian 1: Persyaratan dan pengujian umum , IEC 61496-1 Ed. 3.0:2012(b), Keselamatan mesin, Komisi Elektroteknik Internasional, 2012.