Högskolan i Skövde

Den fjärde industriella revolutionen påverkar både ny och gammal teknik. Konceptet innebär en strävan att uppnå en smart fabrik genom en total uppkoppling av produktionen. Även om inte företagen kan adaptera ett fullt koncept enligt industri 4.0, har kommunikationstekniken utvecklats för att kunna användas inom dess ramar, likväl utanför. Företaget Elektroautomatik i Skövde levererar helhetslösningar för robotceller, både inom och utanför konceptet för industri 4.0. Elektroautomatik vill undersöka om det kommunikationsprotokoll som de använder sig av idag (PROFINET) och dess procedur är det mest optimala för deras kommunikation mellan en Programmable Logic Controller (PLC) och en industriell robot i robotcellerna. För att jämföra och hitta procedurer används metoden experiment. Metoden innefattar fem steg som inkluderar en analys av nuläget, ett praktiskt test av konceptet från nulägesanalysen, en iterativ process där nya praktiska test identifieras från föregående resultat, och ett sammanställt resultat.

Tre protokoll som kan användas har identifierats genom att studera produktmanualerna från bägge sidor av kommunikationen. När kommunikationen testades för vardera protokoll kunde slutsatsen dras att PROFINET är det mest lämpade protokollet, då de två andra hade en negativ inverkan på funktionaliteten. PROFINET är även ett protokoll som kan användas för kommunikation både inom och utanför industri 4.0. Utifrån en genomgång av kommunikationsuppläggets struktur från Elektroautomatik och en analys av programstrukturen för deras projektmall har en nulägesanalys genomförts. Nulägesanalysen indikerade att det fanns två huvudområden för kommunikationens procedur, beordning av jobb och att skicka larmtexter. Experimentmetoden användes för att iterera fram potentiella procedurer som skulle kunna vara mer effektiva. Vid experimenten övervakades också scanningstiden i PLC:n, för att se att proceduren inte skulle ha någon negativ inverkan på prestandan. Genom ett experiment upptäcktes det att det krävdes mycket för att påverka scanningstiden, jämfört med de små signaländringarna som procedurerna innebar. För beordning av jobb kunde inte av driftsäkerhetsskäl någon lämpligare procedur än dagens identifieras. Däremot kunde kringliggande funktioner i roboten som hade en stor inverkan på tidsåtgången urskiljas. Slutsatsen för att skicka larmtexter från roboten till PLC:n var att använda en fördefinierad larmlista på PLC-sidan, och att roboten skickade en byte som representerade ett index i listan. Lösningen med en fördefinierad lista resulterade i en signifikant besparing av tid, samt en stabil tidsåtgång oavsett längd på larmtexten.

The fourth industrial revolution affects both new and old technologies. The concept implies an aspiration to achieve a smart factory through a total connection of production. Even if the companies cannot adapt a full concept according to industry 4.0, communication technologies have been developed to function within its framework, as well as outside. The company Elektroautomatik in Skövde delivers comprehensive solutions for robot cells, both within and outside the concept of Industry 4.0. Elektroautomatik wants research about the communication protocol they use today (PROFINET) and its procedure to see if it is the most optimal for their communication between a Programmable Logic Controller (PLC) and an industrial robot in their robot cells. To compare and find procedures, a method called experiment is used. The method consists of five steps that include an analysis of the current state, a practical test of the concept from the current state analysis, an iterative process where new practical tests are identified from the previous one’s results, and a compiled result.

Three protocols that can be used have been identified by studying the product manuals from both sides of the communication. When the communication was tested for each protocol, it could be concluded that PROFINET is the most suitable protocol, as the other two had a negative impact on the functionality. PROFINET is also a protocol that can be used for communication both within and outside industry 4.0. Based on a review of the structure for the communication setup from Elektroautomatik and an analysis of the program structure of their project template, has a current state analysis been carried out. The current state analysis indicated that there were two main areas for communication procedures, ordering of jobs and sending alarm texts. The experiment method was used to, through iteration, identify potential procedures that could be more efficient. The scan time of the PLC were also monitored during the experiments, to see that the procedure would not have any negative impact on the performance. Through an experiment, it was discovered that it required a lot more to affect the scan time, compared to the small signal changes that the procedures entailed. For ordering jobs could for operational security reasons no more suitable procedure than todays be identified. Surrounding functions in the robot that had a large impact on time consumption could however be distinguished. The conclusion for how to send an alarm text from the robot to the PLC was to use a predefined alarm list on the PLC side, and that the robot sent a byte representing an index in the list. The solution with a predefined list resulted in a significant saving of time, as well as a stable time consumption regardless of the length of the alarm text.