Akıllı Sensörler: Uzaktan İzleme ve Toplam Ekipman Etkinliği için IO-Link

31 Ekim 2017

IO-Link haberleşme, kullanıcılara saha cihazı düzeyinde uzaktan izleme olanağı sağlayan önemli bir teknolojidir.  Aynı zamanda bu teknolojiyle erişilebilen uzak verilerin, makina çalışma sürelerini, üretkenliğini ve verimliliğini artırmaya nasıl yardımcı olabileceği anlatılmaktadır. 

Sensörlerden ve diğer saha cihazlarından gelen veriler, eskiden ya tamamen erişilemez ya da erişilmesi zor olan verilerdi. Birçok üretici için bu cihazlar, operasyonlara daha fazla görünürlük sağlayan ve daha gelişmiş, veri odaklı kararlar alma potansiyeli olan ancak kullanılmayan cihazlardır. 

Nesnelerin İnterneti (IIoT) trendi ile birlikte cihaz seviyesindeki veriler, operatörler ve fabrika yöneticilerinin erişilebileceği hale getirilebilir. Bu sayede makine performansı, proses verimsizlikleri ve daha birçok konuda değerli bilgiler elde edilebilir. Sensör durumunun eş zamanlı olarak uzaktan izlenmesi, operatörlerin sorunları ortaya çıktıkları anda ele almalarını ve sorunları hattı kapatmadan çözmelerini sağlar.  

IO-Link haberleşme, kullanıcılara saha cihazı düzeyinde uzaktan izleme olanağı sağlayan önemli bir teknolojidir.

IO-Link (IEC61131-9) IO-Link'i destekleyen ve bir master cihazına bağlı olan sensörler ve cihazlardan gelen verilerin iki yönlü alış verişini sağlayan noktadan noktaya haberleşme protokolüdür. IO-Link master; sensörler ve indikatörler gibi IO-Link özellikli cihazlar ile çeşitli ağlar, fieldbus' lar veya taşıyıcı veri yolları üzerinden veri iletir.  Böylece cihaz verilerine, acil eylem veya uzun vadeli analiz için PLC veya HMI gibi bir kontrolör üzerinden erişilebilir. Bu özellik, kullanıcılara cihazları hakkında daha fazla bilgi sunar ve makina performansının uzaktan izlenmesini sağlar.

Sensör çıkışlarını izleyebilme, gerçek zamanlı durum uyarılarını alabilme ve ayarları hemen hemen her yerden ayarlama olanağı, kullanıcıların sensör seviyesinde ortaya çıkan problemleri zamanında tespit etmesine ve çözmesine olanak tanır. Aynı zamanda kullanıcıların, maliyetli kesintileri azaltabilecek ve genel verimliliği artırabilecek şekilde doğrudan makina bileşenlerinden gelen, gerçek zamanlı verilere dayanan kararlar alabilmelerini sağlar.  

IO-Link teknolojisi hakkında daha fazla bilgi için IO-Link ve En Önemli 5 Avantajı Nelerdir? makalesini okuyun. 

IO-Link ile kullanıcılar, kontrol sistemi yazılımı aracılığıyla cihaz parametrelerini okuyabilir ve değiştirebilir; böylece yapılandırma ve devreye alma işlemleri zaman ve kaynak tasarrufu sağlayacak şekilde hızla gerçekleştirilebilir. Buna ek olarak, IO-Link sensörleri, gerekli durumlarda kontrol sisteminden hızlı ve dinamik olarak değiştirilebilen çok sayıda yöntem barındırabilir (örneğin, ürün değişimi söz konusu olduğunda).  Örneğin, farklı zamanlarda farklı boyutlarda ürünlerle çalıştırılan bir hat, sensörlerin mesafe eşik değerlerinde değişiklikler gerektirir.

Değiştirme işlemi sırasında, IO-Link master' ın yeni eşik değerini sensörlere yazması yeterlidir, sensörlerde öğretme işlemi gerekmez.  Bu, kesintiyi azaltan, üretkenliği ve verimliliği artıran ve makinaların daha fazla ürün çeşitliliğine uyum sağlamasına olanak tanıyan, değiştirme işleminde sensör konfigürasyonu için önemli ölçüde zaman kazandıran bir özelliktir.  

IO-Link haberleşmesi ayrıca, eş zamanlı sensör verilerine dayalı alarmlar ve kestirimci bakım görevleri oluşturma olanağı sağlar.  Örneğin IO-Link özelliğine sahip Q4X lazer mesafe sensörü gibi ürünler, sensör temizliği gerekecek zamanı belirlemek için kullanılabilecek kazanç verilerini IO-Link üzerinden sağlar (toz ve diğer partiküller sensör merceğinde biriktiğinde kazanç azalır).   Kalıntı birikimi, algılama fonksiyonunu etkilemeden önce sensörlerin temizlenmesi gerektiği şeklinde uyarı vermesi sağlanabilir.   Cihaz bağlantı sorunlarının da zamanında çözülmesine izin verecek şekilde eş zamanlı olarak bildirilir.

IO-Link sayesinde, önemli cihaz output'ları sağlamanın yanı sıra, kullanıcılar bir cihazın ne zaman değiştirileceğini tahmin etmek için toplam çalışma zamanı verilerini izleyebilmektedir.  Bu bilgilerle, sensörler planlı bakım sırasında değiştirilebilir ve gereksiz kesintilerin önüne geçilmiş olur.  Çalışma zamanı verileri de OEE hesaplamaları için kullanılabilir (aşağıdaki 3. maddeye bakın).

Ayrıca IO-Link bulma fonksiyonu, özellikle birçok sensör birlikte kullanıldığında hangi sensörle ilgilenilmesi gerektiğini gösterir.   Aşağıdaki görselde yer alan örnekte, hangi sensörün temizlenmesi gerektiğini belirlemeyi zorlaştıracak şekilde kapalı bir alanda çok sayıda Q4X sensörü bulunmaktadır.  Bulma fonskiyonu, sorunun hızlı bir şekilde tanımlanmasını kolaylaştıracak şekilde sorunlu sensörün yanıp sönmesini sağlar.  

IO-Link cihazları, aynı zamanda OEE hesaplamaları için veri sağlama konusunda da vazgeçilmezdir. Toplam Ekipman Etkinliği (OEE) üç temel faktör dikkate alınarak üretim süreci verimliliğinin hesaplanmasıdır: kullanılabilirlik, performans ve kalite. 

Kullanılabilirlik faktörü, planlı duruşlar (ürün değiştirme gibi) ve plansız duruşlar da dahil toplam çalışma süresini azaltan olayları dikkate alır. Performans faktörü, çalışırken üretim sürecinin hızını azaltan her şeyi dikkate alır.   Kalite faktörü, kalite standartlarını karşılamayan parça veya ürünleri (zamanın boşa harcanması ile sonuçlanacak, hurdaya atılması veya yeniden işlenmesi gereken parçalar) hesaplar. 

OEE hesaplaması bu faktörleri değerlendirir ve sonucu yüzde değer olarak ifade eder; %100 OEE, yalnızca iyi parçaların (kalite) mümkün olduğunca çabuk (performans) ve kesinti olmadan (kullanılabilirlik) üretildiği anlamına gelir.  Bu hesaplamanın sonuçları, üretim operasyonundaki kritik kaynak israfı hakkında bilgiler sağlar.  

Atıkları azaltmak ve OEE'yi iyileştirmek için, verimsizlik durumlarının nerelerde ve ne zaman oluştuğunun görülmesi, hatta sensör seviyesine kadar ulaşan detayların da incelenmesi gereklidir.  Bu nedenle, IO-Link özellikli sensörler ve indikatörlerden elde edilen performans ve çalışma süresi verilerine erişim, OEE'yi hesaplamak ve verimliliği artırmak için gerekli adımları belirlemek açısından kritik önem taşır.