Automotive: controllo della comunicazione

La casa automobilistica Audi ha scelto la soluzione di diagnostica e monitoraggio di Softing Industrial Automation per il suo stabilimento tedesco. I principali vantaggi? La qualità della comunicazione PROFINET, sia al collaudo della rete sia durante l’esercizio

di Vittoria Ascari

L’impiego di PROFINET per la diagnostica e la gestione della rete di automazione permette sia il collaudo sia il monitoraggio continuo della rete, e fornisce funzionalità utili per un’esecuzione efficiente di misure di manutenzione. Trova impiego in progetti nuovi, ma può essere facilmente integrata in impianti già esistenti.
Questa soluzione viene utilizzata anche dalla casa automobilistica Audi nella sede di Neckarsulm, in Germania. Lo stabilimento si caratterizza per la grande varietà di prodotti, e i requisiti PROFINET richiesti dai singoli reparti sono diversi a seconda dei compiti da affrontare.

Dai singoli elementi fino alla carrozzeria non verniciata
I progettisti nel reparto produttivo di carrozzerie creano i requisiti tecnici per i nuovi impianti. Questi comprendono tutte le fasi di lavoro, dalla realizzazione dei singoli elementi fino alla produzione dell’intera carrozzeria non verniciata. A questo scopo, dal 2006 viene impiegato PROFINET con topologie di rete lineari, ad anello o a stella e con dispositivi secondo la Conformance Class C (PROFINET IRT). L’integrazione delle reti di automazione nella rete aziendale sfrutta un’interfaccia di trasmissione dati definita e impiega servizi SNMP. Oltre ai PLC, anche i robot e in parte i dispositivi di processo dispongono di funzionalità di controllore PROFINET. Una visione d’insieme centrale dello stato della rete dell’intero impianto non è possibile dato che gli strumenti di progettazione supportano solo la diagnostica dei relativi dispositivi PROFINET assegnati.

Una soluzione per ogni fase di sviluppo dell’impianto
Un requisito fondamentale è che la soluzione di diagnostica PROFINET sia applicabile a tutte le fasi di sviluppo di un impianto. Durante l’installazione è assicurato il montaggio nell’impianto di tutti i componenti secondo la specifica. La manutenzione effettua un monitoraggio continuo durante l’esercizio dell’impianto e riconosce i difetti degli apparecchi, o i carichi di comunicazione supplementari sulle singole porte. In caso di anomalia bisogna localizzare velocemente la causa per avviare la misura di riparazione corretta. Il reparto del montaggio finale si occupa di tutti i lavori che riguardano la carrozzeria verniciata, per concludere con la prova e il collaudo finale del veicolo. A questo scopo vengono utilizzate principalmente strutture PROFINET su un solo livello, e con un collegamento centrale del PC allo switch. Per le serie A4 e A6, il montaggio finale comprende circa 60 reti PROFINET separate da firewall. Il compito è quindi quello di integrare in tali reti esistenti una soluzione di diagnostica e controllo che risponda in modo specifico ai requisiti di manutenzione, sia compatibile con le relative procedure e ne riduca il carico sulle risorse limitate.
È importante l’impiego di strumenti che non dipendano dai componenti PROFINET utilizzati, integrabili senza interruzioni dell’esercizio in progetti e reti esistenti. Inoltre, l’integrazione non deve richiedere ulteriori componenti, come un computer per la banca dati, o lavori di installazione, e deve occuparere uno spazio minimo nel REC.

Tutte le informazioni diagnostiche sul sistema e sui dispositivi
Per soddisfare i requisiti di Audi serve una soluzione che fornisca tutte le informazioni diagnostiche, sul sistema e sugli apparecchi, che registri a lungo termine gli stati effettivi osservati e permetta l’accesso ai dati storici a partire da qualunque punto della rete. In questo modo tutte le informazioni essenziali sono subito disponibili in caso di necessità. Importanti funzionalità parziali sono la rappresentazione della topologia per una localizzazione rapida dei dispositivi difettosi, l’indicazione di informazioni dettagliate sui componenti impiegati, compresi stati di inventario e scorte di magazzino nonché il rilevamento di sporadici errori di comunicazione. La scelta è caduta sulla soluzione di diagnostica e monitoraggio di Softing Industrial Automation, che si basa su due componenti. Il prodotto TH LINK PROFINET fornisce un accesso sicuro alle singole reti PROFINET, e monitora lo stato della comunicazione e dei dispositivi nella rete sulla base di uno speciale algoritmo diagnostico. Non si limita a osservare passivamente il traffico dati, ma impiega attivamente le possibilità diagnostiche offerte da PROFINET e da protocolli Ethernet generali. I dispositivi della rete vengono così identificati, vengono fornite le informazioni per la diagnostica di tali dispositivi, inclusa la statistica di rete, vengono rilevati errori di comunicazione e viene individuata la topologia di rete.
Sarà poi il software di monitoraggio TH SCOPE a raccogliere tutti questi dati in modo centralizzato, e a trasferirli tramite web server su un’interfaccia grafica. La presentazione dei risultati è concepita per un impiego a lungo termine che si prolunghi per le differenti fasi del processo, e supporti in particolare l’esecuzione di misure di manutenzione.

Identificazione facile e veloce della causa dell’errore
Audi ha adottato questa soluzione come parte integrante delle specifiche per tutti i nuovi progetti di costruzione di carrozzerie realizzati dallo stabilimento tedesco. La soluzione viene inoltre introdotta anche negli impianti già esistenti del montaggio finale. “Un vantaggio importante è la possibilità di effettuare misurazioni di riferimento per controllare la situazione al momento del collaudo e lo stato della rete attuale, per rilevare rapidamente i cambiamenti” afferma Felix Niederbacher, responsabile tecnico della standardizzazione dell’automazione nel reparto di progettazione di carrozzerie. Queste soluzioni aiutano Audi a garantire un’elevata qualità della comunicazione PROFINET, sia al collaudo della rete sia durante l’esercizio. L’identificazione facile e veloce della causa dell’errore dopo il rilevamento di un malfunzionamento permette una maggiore disponibilità dell’impianto. La possibilità di integrare un’intera rete incluse le sotto reti grazie a un solo dispositivo, TH LINK PROFINET, e la possibilità di retrofittare impianti esistenti senza interrompere l’esercizio contribuiscono a un rapporto costi/benefici positivo.

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