Le soluzioni PNSPO per l'imballaggio dei prodotti alimentari

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1 Le soluzioni PNSPO per l'imballaggio dei prodotti alimentari McT Tecnologie per l Alimentare Bologna, 19 giugno 2012 Marco Viganò. Marketing Manager Motion & Drive PNSPO Italia

2 1 Piattaforma Sysmac

3 Nuovo Sysmac NJ Sysmac NJ Il nuovo Sysmac serie NJ series è un "Machine Automation Controller" che incorpora le funzionalità di un PLC e di un Motion Controller. Un NUOVO concetto, un NUOVO logo!

4 Intera architettura sviluppata da zero 100% Omron Development Basato sullo standard PLCopen. Filosofia del prodotto: Alta integrazione tra PLC Engine e Motion Engine. Omron può facilmente adattare le funzioni esistenti e crearne di nuove.

5 Perché un nuovo Sysmac? Sysmac NJ: elementi innovativi Per ottenere elevate performance nel CONTROLLO: Eseguire il programma e le istruzioni create per specifiche funzioni, tanto velocemente quanto le istruzioni speciali del sistema. Per garantire un controllo MOTION complesso: Ottenere il tipo di motion control richiesto oggi dalle macchine più evolute. Per incrementare l EFFICIENZA nella programmazione: Offrire un ambiente di sviluppo che permetta di incrementare l efficienza nella programmazione. Il nuovo software è infatti strutturato e orientato ad oggetti.

6 Velocità estrema Sviluppato con l obiettivo di raggiungere elevate velocità di esecuzione I PLC esistenti utilizzano un circuito integrato dedicato (ASIC) e processori General Purpose per raggiungere una elevata velocità di elaborazione. Con NJ la soluzione ASIC viene sostituita da una Main Process Unit (MPU) che utilizza un metodo di esecuzione di tipo compilato e non più di tipo interpretato. Questo permette di aumentare la velocità di elaborazione rispetto alla soluzione convenzionale tramite ASIC. Le istruzioni e il programma creati dal cliente vengono quindi elaborate alla stessa velocità delle istruzioni predefinite Omron.

7 Architettura software based Sysmac NJ: caratteristiche principali Concettualmente l NJ può essere considerato un soft PLC installato su un hardware affidabile come quello di un PLC Omron: Sistema Operativo QNX Neutrino RTOS: S.O. microkernel per sistemi Embedded. S.O. non accessibile dall utente. Boot time: 12 secondi! PLC ENGINE MOTION ENGINE CPU Intel Atom Z530 1,6GHz. QNX Motore PLC e motore Motion OMRON made. Le modifiche sulle funzioni non richiedono un nuovo Hardware!

8 Omron e Intel Comunicato congiunto

9 NJ a prima vista dall esterno SD card Slot End Unit Power Supply Unit USB Port Ethernet/IP Port EtherCATPort Battery Slot CPU Unit

10 NJ a prima vista Uno sguardo introspettivo Intel CPU a 1.6 GHz QNX Real-Time Operating System S.O. non accessibile dall utente Boot time: 12 secondi! OMRON-made: moduli runtime per Sequencing and Motion PLCopen Motion Function Blocks Fully conforms IEC standards

11 Modelli NJ CPU Line up 3 modelli di CPU. L unica differenza risiede nel numero massimo di assi controllati. Tutte le CPU incorporano uno slot per scheda SD (o SDHC), porta USB, porta Ethernet/IP e porta EtherCAT.

12 Prestazioni Confronto con architettura PLC La nuova struttura di controllo non permette di stabilire un equivalenza diretta, in termini di performance, con i PLC. Le stime tra NJ e CJ2H, con un progetto equivalente, indicano tempi di esecuzione ridotti di circa 4 volte. Performance simili ai sistemi PC embedded! Execution Time NJ501 Tempo di esecuzione: ¼! CJ2H ms

13 Configurazione distribuita: EtherCAT

14 EtherCAT: la rete per il controllo della macchina EtherCAT è l unica rete utilizzata da NJ per il controllo completo e in tempo reale di servoazionamenti, inverter, sistemi di visione e I/O modulari o compatti. Caratteristiche: Fino a 192 slave. Comunicazioni con velocità di processo a 100 Mbps. Il tempo di ciclo di comunicazione è sincronizzato con il ciclo di elaborazione primario di NJ. Alta compatibilità con Ethernet: pur essendo un protocollo di comunicazione indipendente, utilizza a livello fisico la tecnologia Ethernet standard, vengono utilizzati cavi disponibili in commercio. Omron ha scelto EtherCAT come rete di macchina.

15 EtherCAT: alta velocità di scambio dati Metodo: una sola frame di comunicazione per tutti i nodi EtherCAT non trasmette i dati ad ogni nodo slave in rete. Ogni frame Ethernet attraversa tutti i nodi slave. Questo meccanismo permette di ottenere il real time ed una alta velocità di trasmissione dati.

16 EtherCAT: alta velocità di scambio dati Principio: On the fly data exchange Mentre il frame transita, i nodi slave leggono e scrivono i dati nel settore specifico ad esso assegnati nel frame in pochi nanosecondi. I frame Ethernet inviati dal master EtherCAT passano attraverso tutti gli slaves EtherCAT senza fermarsi. Una volta raggiunto l ultimo slave sulla rete, i frame sono rimandati verso il master. Passano attraverso tutti gli slave di nuovo (senza essere modificati) e tornano al master EtherCAT. Output Input Slave EtherCAT Slave Controller Slave EtherCAT Slave Controller

17 Ethernet/IP: connettività

18 Ethernet/IP: la rete per l automazione di fabbrica EtherNet/IP è una rete industriale multivendor che usa una tecnologia standard Ethernet. Le specifiche di Ethernet/IP sono aperte e gestite dal consorzio ODVA (Open DeviceNet Vendor Association). La porta Ethernet/IP integrata in NJ supporta anche altri protocolli come: FTP - File Transfer Protocol per accedere alla memoria NJ NTP - Network Time Protocol per la sincronizzazione dell orologio della CPU con un server di tempo NTP socket services - per lo scambio dati tra controllore e altri dispositivi/applicazioni che non supportano la comunicazione Ethernet/IP (CIP) FINS Factory Interface Networking Services Protocollo PLC Omron Supporta la funzione DNS - Domain Name System per la risoluzione di nomi dei nodi della rete in indirizzi IP e viceversa.

19 Dispositivi Omron collegabili in Ethernet/IP Elementi di controllo CJ2M CPU3x CJ2H EIP CJ/S1W EIP21 expectia

20 Dispositivi Omron collegabili in Ethernet/IP Elementi di visualizzazione NS Series SYSMAC Gateway & CX Compolet CX Supervisor 3.2

21 Sysmac Brand Omron ha creato il nuovo brand Sysmac brand come simbolo di tutte le attività customer oriented dei Sistemi di Automazione. Sysmac ènato per identificare la qualità del prodotto e dei servizi correlati verso il mercato e i clienti globali. L obiettivo del brand Sysmac consiste nell essere riconosciuti dal mercato e dai clienti come marchio sinonimo di qualità.

22 Sysmac Brand Always in control èil motto Sysmac. Vuole indicare il messaggio che Omron intende trasmettere al mercato: Connectivity High Quality Reliability

23 Sysmac Brand I prodotti Sysmac sono globali. Questo significa la possibilità di acquistarli in qualunque parte del mondo e ottenere ovunque supporto tecnico. La politica Omron garantisce 7 anni di disponibilità e 10 anni di produzione dalla data di rilascio del prodotto. NJ èun controller non un PC quindi rientra nelle policy standard Omron. Infine, tutte le specifiche tecniche riguardo la robustezza e l affidabilità (tipiche della serie CJ), possono essere applicate allo stesso modo alla serie NJ.

24 2 Famiglia Sysmac

25 Famiglia Sysmac: il cuore della piattaforma Sysmac NJ e Sysmac Studio Il Machine Controller NJ5 costituisce il fulcro della nuova piattaforma Sysmac assieme al nuovo software: Sysmac Studio NJ5 Un solo Machine Controller Sysmac Studio Un solo Software

26 Famiglia Sysmac: inverter e servo Inverter MX2, RX e servo G5 MX2 RX Affidabili Connessione EtherCAT (opzione) Fino a 15 kw (MX2) o 132 kw (RX) Prodotti globali G5 Powerful servo Tecnologia comprovata Dimensioni ridotte e rete EtherCAT integrata Supporto di motori lineari Fino a 15kW Prodotto globale

27 Famiglia Sysmac: Inverter MX2 Nato per gestire le macchine MX2 svolge funzioni sofisticate di controllo della velocità, assicurando precisione di funzionamento e funzioni di controllo di coppia in anello aperto. A questo si aggiunge la funzionalità PLC tramite Drive Programming Controllo di coppia in anello aperto Ideale per applicazioni con livelli di coppia bassi e medi Può sostituire inverter vettoriali o servo in alcune situazioni Software Integrato in Sysmac Studio Set up e configurazione intuitiva e a icone Funzioni di data logging Collegamento EtherCAT Conforme al profilo CoE CiA402 Modalità velocità Motori Speciali Motori a magneti permanenti Motori mandrino fino a 1000 Hz Coppia di spunto 200% In prossimità dello 0 (0.5Hz) Controllo omogeneo di carichi inerziali elevati Controllo di carichi ciclici rapidi Sicurezza integrata Conforme allo standard ISO1389 1

28 Famiglia Sysmac: Inverter RX Personalizzato per le vostre macchine L'inverter RX è stato progettato con componenti di alta qualità per garantire la massima durata e per ridurre i tempi di fermo. La qualità del prodotto si riflette nella garanzia di tre anni sulle difettosità Controllo di coppia in anello chiuso Ideale per applicazioni con livelli di coppia elevati Può sostituire servo in alcune situazioni Software Integrato in Sysmac Studio Set up e configurazione intuitiva e a icone Funzioni di data logging Collegamento EtherCAT Conforme al profilo CoE CiA402 Modalità velocità Motori Speciali Motori a magneti permanenti Motori mandrino fino a 1000 Hz Coppia di spunto 200% A 0 Hz in anello chiuso e a 0.3Hz in anello aperto Controllo omogeneo di carichi inerziali elevati Funzioni PLC integrate Grazie al tool Drive Programming

29 Famiglia Sysmac: Servosistema Accurax G5 Nel cuore di ogni grande macchina Le macchine speciali nascono dalla perfetta integrazione the elettronica e meccanica. Accurax G5 offre la possibilità di realizzare macchine più precise, veloci, compatte e sicure Collegamento EtherCAT Conforme al profilo CoE CiA402 Distributed clock per assicurare sincronizzazioni ad elevata precisione Software Integrato in Sysmac Studio Set up e configurazione intuitiva e a icone Funzioni di data logging Riduzione del quadro fino al 50% Azionamenti più piccoli fino al 40% Extra 10% grazie al montaggio side by side Motori ancora più performanti elevata precisione grazie ad encoder a 20 bit Protezione IP67 per motori e connettori ampia gamma di motori da 50 W a 15 kw Possibilità di controllare motori lineari Sicurezza integrata Conforme allo standard ISO Performance Level D

30 Famiglia Sysmac: Servosistema Accurax G5 Nel cuore di ogni grande macchina I servo G5 consentono di ottenere una precisione inferiore al micron e setting time di qualche millisecondo. Alcuni potrebbero definirla perfezione, noi ci limitiamo a chiamarla innovazione continua nella costruzione di macchine dalle grandi prestazioni. 40% in meno di cogging force del motore Utilizzo di motori a 10 poli Tecnologia per ridurre al minimo gli errori non lineari dell encoder Rapidità e precisione Setting time 5 volte più rapidi (0~2) ms Banda pasante di 2 khz Il feed forward della coppia riduce l errore di inseguimento operazioni/h in condizioni ambientali sfavorevoli Nessuna ventola al di sotto di 1 kw Condensatori di lunga vita

31 Famiglia Sysmac: I/O distribuiti I/O remoti GX e SmartSlice Una linea completa di I/O compatti e modulari per soddisfare ogni esigenza Connettività EtherCAT per moduli digitali, analogici e di conteggio veloce Serie GX I/O digitali, analogici ed encoder Terminali rimovibili Indirizzamento automatico e manuale SmartSlice Fino a 64 moduli per stazione Terminali a molla Swap a caldo con auto ripristino

32 Famiglia Sysmac: I/O distribuiti Smart Slice Controllo punto a punto La flessibilità nella configurazione dei moduli Smart Slice I/O, la compattezza dell unità e l integrazione dei moduli collegati in un unico nodo EtherCAT sono la chiave per adattarsi facilmente alla effettiva necessità di utilizzo per gli I/O di servizio alla macchina. Differenti interfacce di rete EtherCAT Profinet Devicenet Profibus Componet Mechatrolink II Ampia varietà di moduli Digitali da 2, 4 e 8 punti Analogici Acquisizione di temperatura Conteggio veloce Dimensioni ridotte Con 80 mm di altezza Smart slice èil più piccolo dei sistemi di I/O remoti modulari per risparmiare spazio nel quadro remoto Dimensione comunicatore 80 x70 x50 Dimensione unità slice 80 x70 x15 Cablaggio semplificato Morsettiera a molla: i cavi intestati con i puntalini vengono collegati senza ausilio di altri strumenti. Il cacciavite ènecessario solo per la rimozione dei cavi. (Push to release) Ogni punto di connessione ha il suo punto di test. Etichette di descrizione removibili per semplificarne la lettura.

33 Famiglia Sysmac: I/O distribuiti Smart Slice Controllo punto a punto Caratteristiche specifiche del modulo permettono di ridurre al minimo la manutenzione ed evitare fermi indesiderati Hot Swapping E possibile la rimozione dei moduli senza togliere l alimentazione. Auto riconfigurazione I parametri della singola unità sono registrati nel configuratore. una unità slice sostituita viene riconosciuta e in automatico riconfigurata con gli stessi parametri della precedente. Nessun tool software è necessario per la manutenzione. Cablaggio semplificato La costruzione del modulo in 3 parti permette la sostituzione dell elettronica senza necessità di ricablare il modulo stesso. Il bus di comunicazione rimane integro e permette la continuità di utilizzo delle altre schede. Alimentazioni separate Alimentazione della rete. Alimentazione del modulo di comunicazione. Alimentazione degli I/O. Moduli di isolamento e alimentazione tra gruppi di I/O. Funzioni integrate per manutenzione preventiva Il modulo riconosce alcuni stati di funzionamento e segnala il raggiungimento di soglie di utilizzo: Numero di commutazioni sulla singola uscita. Livello di alimentazione. Tempo di utilizzo del modulo. Tempo di ON della singola uscita. Manutenzione semplificata Diagnostica con colori differenti per unità. Led di stato.

34 Famiglia Sysmac: I/O distribuiti compatti I/O per il motion control Moduli di I/O dedicati per reagire con tempi di risposta adatti al controllo del movimento Distributed Clock Contatore veloce con funzione di asse Sincronizzazione dei dati con la scansione Ethercat Configurazione semplificata Impostazione automatica e manuale del indirizzo di nodo LED di stato e diagnostica Ampia varietà di moduli Digitali Analogici (configurabile) Conteggio veloce Tempi di risposta immediati 0,1 ms max di ON delay sui moduli digitali Tempo di conversione del modulo analogico 500 micro sec/canale Conteggio veloce a 4Mhz (fase singola line driver) Ingresso di latch: 3 micro sec max (ON delay) Cablaggio semplificato Morsettiere estraibili Espandibilità (attraverso i moduli XWT)

35 Famiglia Sysmac: sistemi di visione Vision speaks EtherCAT Gli unici sul mercato! FQ M Sensore di visione compatto e integrato (Camera+controller) Progettato per applicazioni pick and place EtherCAT integrata Ingresso Encoder per la funzione tracking FZ M1 Sistema di visione avanzato in Real Color Tool specifici per applicazioni pick and place EtherCAT integrata Ampia gamma di telecamere Massima flessibilità

36 Famiglia Sysmac: sistemi di visione FQ M: Progettato per il Pick & Place Caratteristiche FQ M Telecamera, visione e connettività tutto in uno Sensore di visione compatto Progettato per applicazioni Pick and Place ad alta velocità Rilevamento Fino a 5000 pezzi al minuto con rotazione di 360 Ingresso encoder per rilevamento accurato on the fly e calibrazione Connettività Porta EtherCAT per tracking di oggetti Porta Ethernet per configurazione e monitoraggio Software Integrato in Sysmac Studio Set up e configurazione intuitiva e a icone Funzioni di data logging

37 Famiglia Sysmac: sistemi di visione FQ M: Progettato per il Pick & Place Nuovo Algoritmo basato sul Contorno Rilevamento stabile anche in caso di variazioni di luce o riflessi Capacità di discriminare anche oggetti parzialmente sovrapposti Risultati stabili anche ad alte velocità, indipendentemente dal numero di oggetti inquadrati Funzione di Tracking 1 Fotogramma Le posizioni e l orientamento degli oggetti 1, 2, 3 vengono messi nella «coda» di dati da passare al robot Funzione di Tracking 2 Fotogramma Nel secondo fotogramma vengono nuovamente rilevati gli oggetti 2e 3: il sistema èin grado di riconoscere questa sovrapposizione ed inserirà nella «coda» solamente i dati relativi all oggetto 4

38 Famiglia Sysmac: sistemi di visione FQ M: il nuovo arrivato della famiglia FQ FQ M Ottica intercambiabile, per una massima flessibilità EtherCAT o Ethernet Algoritmi avanzati per Pick & Place FQ La Smart Camera per eccellenza, con ottica e luce integrata con LED DR Filtro Anti Riflessi incluso IP67 Modelli per lettura codici a barre o 2D TouchFinder Portatile o fisso, per una rapida manutenzione o per una supervisione continua Logging di immagini e/o di risultati

39 Famiglia Sysmac: sistemi di visione FZ M1: per il Pick & Place e non solo! Caratteristiche FZ M1 Sistema di visione avanzato, composto da controllore e telecamere Algoritmi avanzati e Flessibilità totale EtherCAT e Ethernet a bordo Algoritmi avanzati Algoritmi basati sul contorno Tool per semplificare la calibrazione del sistema

40 Famiglia Sysmac: sistemi di visione FZ M1: telecamere per tutte le esigenze Telecamera VGA Telecamere intelligenti Ottica motorizzata Ottica motorizzata e Luce integrata Impostabili da controllore Telecamera VGA ad alta velocità (4,9 ms) Telecamera 2 MPixel Micro Telecamere

41 Famiglia Sysmac: sistemi di visione FZ M1: un componente della famiglia FZ OK! Funzionamento Real Color Non è più necessario utilizzare filtri colore! Programmazione a diagramma di flusso Si programma senza scrittura di codice né conoscenze approfondite sulla visione artificiale Basta disegnare l algoritmo nell area dove bisogna effettuare il controllo

42 Famiglia Sysmac: sistemi di visione FZ M1: un componente della famiglia FZ Filtri Avanzati Per rimuovere i disturbi ed ottenere l immagine perfetta!

43 3 Sysmac Studio

44 Sysmac Studio Next Generation One Software Sysmac Studio èun software completamente nuovo sviluppato per integrare le funzioni necessarie alla progettazione delle macchine: Programmazione Logica e Motion Control Configurazione I/O e Assi Configurazione Reti: EtherCAT Monitoraggio Simulazione Editazione di profili e camme Sistemi di visione

45 Una sola piattaforma software Sysmac Un solo software integrato per molti dispositivi Servo Accurax G5 Inverter RX, MX2 I/O Smart Slice, GX Vision FQM

46 Una nuovo modo di programmare Sysmac Studio per creare macchine Un unico software per ridurre i tempi di programmazione, debug e configurazione e per ottimizzare le funzionalità e le prestazioni delle macchine. Da programmatori a creatori di macchine grazie a Sysmac Studio.

47 Impara una sola volta Learn it once <INTUITIVO> Ambiente di sviluppo completamente integrato. Ogni cosa èa portata di mano. <CONSISTENTE> Avendo ogni cosa in un unico software, non è necessario operare in ambienti diversi e lavorare con tool differenti. Stessi menù, tool, short cut, ecc. Un unico ambiente operativo per la progettazione, configurazione, programmazione e monitoraggio. <PROGETTO UNICO> Tutti i dati di tutti i dispositivi configurati sono salvati in un unico file di progetto.

48 Sviluppa velocemente Develop it fast <ERRORI RIDOTTI> Le variabili di I/O sono assegnate automaticamente ai dispositivi. Funzioni di sicurezza integrate. <ZERO LAVORI RIPETITIVI> Una unica tabella per tutte le variabili globali. Definizione di dati di variabili simili non necessaria.

49 Sviluppa velocemente Develop it fast <IEC COMPLIANT> Programmazione variable based. Librerie. Linguaggio di programmazione flessibile (Inline ST). <PLCopen COMPLIANT> Utilizza le funzioni come già le conosci. CAM editor per la creazione semplificata di profili di movimento complessi.

50 Ambiente di test integrato Test as one <SIMULAZIONE 3D> Visualizzazione del comportamento degli assi semplice e intuitiva. Simulazione di I/O e IEC (motion e logica). Trace dei dati in tempo reale. E tutto nello stesso tempo. <DATA TRACE> Controllo dati dettagliato. <PRESENT VALUE MONITOR> Controllo valori delle variabili immediato.

51 Elevato riutilizzo Adapt it fast <RIUTILIZZO FACILE> Utilizzo flessibile di linguaggio IEC e riutilizzo dei function block. Compatibile con gli standard IEC <PROGRAMMAZIONE A VARIABILI> La programmazione variable based, non richiede reindirizzamenti per il riutilizzo. <IMPORT/EXPORT> Il progetto può essere importato ed esportato.

52 4 Conclusioni

53 Fast, Fast, Fast LOGIC VISION MOTION

54 Un solo Machine Controller Motion, logica e visione tutto in uno! Controllo completo della macchina attraverso un unico dispositivo e un unico software!

55 Una sola connessione Il controllo e la comunicazione da un unico punto di accesso I nuovi controllori della serie NJ utilizzano le rete Ethernet/IP, standard mondiale per l automazione industriale ed Ethercat, la miglior rete di controllo basata su Ethernet.

56 Un solo Software Sysmac Studio per creare macchine Un unico software per ridurre i tempi di programmazione, debug e configurazione e per ottimizzare le funzionalità e le prestazioni delle macchine. Da programmatori a creatori di macchine grazie a Sysmac Studio.

57 Nuovo Sysmac NJ Sysmac NJ Il nuovo Sysmac serie NJ series èun "Machine Automation Controller" che incorpora le funzionalità di un PLC e di un Motion Controller. Un NUOVO concetto, un NUOVO logo!

58 Uno sguardo al futuro Il progetto Sysmac è appena partito A breve nuovi dispositivi verranno rilasciati sotto questo brand NJ3 New IO family (ibus)

59 Uno sguardo al futuro Il progetto Sysmac è appena partito A breve nuovi dispositivi verranno rilasciati sotto questo brand NX_ (ibus) Safety Controller New HMI

60 Uno sguardo al futuro Il progetto Sysmac è appena partito A breve nuovi dispositivi verranno rilasciati sotto questo brand And within the NJ/X core Kinematics Delta robot

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