יחידות מודולוריות הופכות לשכיחות יותר כפתרון לצרכי הייצור העדכניים. הן מהירות יותר ליישום בחללים חדשים ולשילוב בקווי מוצרים קיימים, תוך מתן מרחב ליצרנים להגיב טוב יותר למצבים משתנים ולדרישות משתנות – וכך לספק שירות גמיש יותר ללקוחות. הנקודה הזאת יוצרת מגמה בתעשייה: מעבר ממוצרים בייצור המוני לפתרונות מותאמים אישית.

יתרון שפחות שמים לב אליו ביחידות מודולריות הוא יכולתן לפנות מקום יקר ערך על רצפת הייצור. הדאגה מתפיסת נדל"ן על ידי מכונות – במילים אחרות: עד כמה כל מטר מרובע בחלל המפעל תורם לרווח – הולכת וגדלה. השיקולים האלו מגיעים אל מעבר לשורה התחתונה. אליהם מצטרפים שיקולי מפתח נוספים כתפוקה והשפעה סביבתית.
מלבד העובדה הברורה מאליה שמכונות קטנות יותר תופסות פחות מקום, כשהן מיושמות נכון – ביכולתן להעלות את כמות הייצור ללא צורך להרחיב את המפעל. בנוסף, מכונות מודולריות וקטנות יותר הולמות את התמקדותה
של התעשייה במתקני IOT ("האינטרנט של הדברים"), דוגמת חיישנים ניידים.

עם זאת, לצד יתרונותיהן של היחידות המודולריים ישנם גם אתגרים, דוגמת דרכי חיבור, אינטגרציה ואספקת מתח שיהיו הנכונות ביותר לקו הייצור. עבור דרישות כאלו עלינו לפנות לגישות עיצוב מכונה חדשות ולפונקציונליות מכונה.
מערכות נטולות פאנל גישה אחת כזאת מתייחסת ללוח השליטה (הפאנל) של המכונות. לוחות שליטה יכולים לפעמים לתפוס כמה מטרים בחלל קו הייצור – נדל"ן שיכול להיות מוקדש לייצור. בנוסף, פעמים רבות רצונם של יצרנים לארגן מחדש או להרחיב את קווי הייצור מוביל להעלאת מספר המכשירים המחוברים.
חיסכון במקום המתאפשר על ידי מכשירים מוקטנים ונטולי פאנל הוא דרך טובה להתקדם במקרים דוגמת אלו.
כשמספרם של מכשירים בעלי פאנל עולה – בשל היותם מתקדמים יותר ובעלי יכולת לספק פונקציונליות מורכב יותר – מדובר באתגר. עם זאת, זהו אתגר ש-Beckhoff צלחה, תוך הסתכלות על שיפור רווחתם של יצרני ציוד OEM ומשתמשי קצה. באחד המקרים עבדה Beckhoff בצורה הדוקה עם חברת אריזות OEM בינלאומית ידועה. Beckhoff גויסה כדי להביא להורדת העלויות בכל מעגל החיים של המכונה – מהעיצוב, הרכש והייצור ועד ההזמנה, השילוח וההתקנה באתר. בסופו של דבר רצה הלקוח להפחית את טביעת האצבע הסביבתית של ציודו.

הפתרון שנמצא היה להסיר את ארונות השליטה ולבנות את הרכיבים האוטומטיים לתוך מבנה המכונה עצמה.
הרעיון של מכונה ללא פאנל תואם את הקונספט ה"אוטומציה ללא ארונות" של Beckhoff, בו גודל ארונות
השליטה הוא קטן. בעוד שקודם לכן ארונות השליטה הצריכו הקצאת מקום לבקר שליטה ולכונני Servo ו-I/Os –  כעת היה ניתן להוריד משמעותית צורך זה בזכות קונספט ה"אוטומציה ללא ארונות".

מגמה זו מתרחבת גם לשימוש ברכיבים המדורגים על ידי קוד האבטחה IP65, היכולים לעמוד בחשיפה למים (למשל בזמן שטיפת ציוד). בין רכיבים כאלו ניתן למצוא מערכות PC תעשייתיות (IPCs) עבור שליטה מבוססת PC, מערכות I/O מבוססות מכונה וכעת גם את מערכת הכוננים IP65 AMP. בזכות היכולת לצמצם את ארון השליטה, מסוגלת המערכת לאפשר חיסכון משמעותי בחומר, שטח, עלות ומאמצי התקנה. חיבור מקבילי בכונן ה-Servo דגם AMP8000 אלקטרוניקת המכונה המטפלת במתח הועברה לתוך המכשיר. כתוצאה, נדרש פחות מקום בארון השליטה כך שיכיל רק פונקציות חיוניות כמתח נכנס, הפצת מתח, מבודדים ונתיכים. אם להיות יותר ספציפיים, המערכת משלבת ישירות לתוך ה-Servomotor כונן Servo קומפטי מאוד ובעל דירוג בטיחות. טכנולוגיה ייחודית זאת מייתרת את הצורך להגדיל את מסגרת המנוע למתח נתון. כך מבודלת המערכת מאלו של מתחרותיה של Beckhoff ומספקת יתרונות לקונספט המכונות המודולריות. מערכת ה-AMP8000 מאפשרת אינטגרציה מלאה של טכנולוגיית הכונן אל תוך רעיונות המיכון האינדיווידואליים ביותר. במילים אחרות: ניתן להתאים את המערכת באופן גמיש לצרכיו האינדיווידואליים של לקוח, עם גמישות עיצובית שבכוחה להפחית את הצורך בשטח בארון השליטה.

אתגר נוסף הקשור לגמישות הוא לוודא שהמכונה יכולה להשתלב בצורה חלקה ומהירה עם ציוד נוסף בקו הייצור.
סביר להנחות שמערכות אלו סופקו והותקנו על ידי ספקים שונים. לשמחתנו, אחד מיתרונותיה הבולטים של המערכת מבית Beckhoff היא היכולת להשתלב בקלות במערכות צד שלישי. אוטומציית כבל אחד "פתרון הכבל האחד" של Beckhoff הולם היטב את ה-AMP8000. פתרון זה פותח במטרה לפשט את הלוגיסטיקה הכרוכה בהתקנת יחידות מודולריות ולהפחית טעויות חיווט. הרעיון הוא שכבל אחד יכול לרוץ בתוך המכונה במטרה לחבר מספר כונני Servo ומערכות I/O דרך מודול הפצה. הפחתת השימוש בכבלים לכבל אחד, תקע ושקעים מורידה משמעותית את זמן החיווט וטעויות בו.

טכנולוגיית המפתח כאן היא EtherCAT P, פיתוח חדש ברמת הכבלים בטכנולוגיית EtherCAT. האות P מייצגת את המילה Power – מתח – ומאפשרת את השימוש בכבל אית'רנט סטנדרטי של ארבעה חוטים, לא רק עבור דאטה, אלא גם עבור שני ספקי כוח 24 וולט (3 אמפ) מופרדים, אינדיבידואלים וניתנים להחלפה.
בעזרת EtherCAT P ניתן לחבר מספר מכשירי EtherCAT וליישם מכונות וקווי מכונות מורכבים תוך שימוש בטופולוגיות פשוטות. כתוצאה, רק כבל אחד נדרש כדי לחבר ולספק מתח ל-I/Os ולמכשירי שטח, כולל כונני Servo.
פורטפוליו ה-EtherCAT P I/O של Beckhoff הוא מקיף. במקום הצורך להשתמש במספר כבלים המחברים בין ארון השליטה למכונה, מספיק כבל אחד למודול ההפצה של AMP8805. זאת מכיוון שכל אחד מכונני ה-Servo מדגם AMP8000 מחובר למודול ההפצה עם כבל אחד קצר בלבד. בעזרת ה-EtherCAT P הכבל המנותב למנוע יכול להיפרס בצורה נוחה יותר, המאפשרת דרישות מקום מינימליות בארון השליטה.

מעבר לכך, רק סוג כבל אחד דרוש לכל המערכת. בנוסף, כבלים של מערכות המורכבות מראש מורידים משמעותית את הזמן והעלות הדרושים ללוגיסטיקה, פריסת כבלים והשמשה וממזערים את הסיכוי לביצוע טעויות. על ידי שימוש בעקרונות הללו יכולה Beckhoff לתמוך בהורדת עלויות במעגל החיים השלם של המכונה,
מהעיצוב של כל המערכת עד ליישום אצל המשתמש. כך ניתן להעלות את החזר ההשקעה והחזר עלות הנכסים ולהוריד את עלותה הכוללת של הבעלות לכל הצדדים הרלוונטיים. עבור רבים, הורדת ציוד אינה באה בטבעיות. אבל עם הציוד הנכון יצרנים בהחלט יכולים להשיג יותר עם פחות.

צילום: בקהוף אוטומיישן