El entorno de aprendizaje de fischertechnik se utiliza para aprender y comprender las aplicaciones de la industria 4.0 en la escuela y la formación profesional y para su uso en la investigación, la enseñanza y el desarrollo en las universidades, en las empresas y en los departamentos de TI. La simulación representa el proceso de pedido, el proceso de producción y el proceso de entrega en pasos de proceso digitalizados y en red.

Foto de la fábrica

La fábrica de aprendizaje está compuesta por los módulos de la fábrica estación de almacenamiento y recuperación, ventosas de vacío, almacén de estantes altos, estación de multiprocesamiento con horno, una línea de clasificación con reconocimiento de colores, un sensor ambiental y una cámara giratoria. Tras la entrega de las materias primas, se almacenan en el almacén de estanterías altas y, después de hacer el pedido en el tablero de mandos, las piezas de trabajo pasan por los respectivos módulos de la fábrica y el estado actual es visible inmediatamente en el tablero de mandos.
El sensor ambiental integrado informa de los valores de temperatura, humedad, presión y calidad del aire. Debido al rango de giro vertical y horizontal, la cámara puede ver toda la planta y por lo tanto puede ser usada para el monitoreo remoto basado en la web.
Las piezas individuales son rastreadas por NFC (Near Field Communication): a cada pieza se le asigna un número de identificación (ID) único. Esto permite rastrear y hacer visible el estado actual de las piezas de trabajo en el proceso de mecanizado.

Sistema de control

El Lernfabrik 4.0 24V está controlado por un PLC (independiente de la marca, no incluido en el volumen de suministro) y tiene un programa de ejemplo preparado (como Structured Text, ST) incluido en el volumen de suministro. El programa fue creado en base a un Siemens S7-1500 (para más detalles ver en esta página en "Descargas").
Los nuevos tableros adaptadores de 24V como interfaz al PLC están premontados en la fábrica de aprendizaje y se conectan al PLC a través de terminales. Entre otras cosas, esta última generación de tarjetas adaptadoras permite

• los motores del codificador se controlan en velocidad a través de PWM


• hay etapas de salida de pulsador/tirador para fototransistores y botones

También se ha instalado un controlador TXT de fischertechnik. Se alimenta de energía a través de la placa adaptadora y proporciona la conexión a la nube fischertechnik. El controlador TXT también se comunica en MQTT con el gateway IOT (Raspberry Pi), que a su vez se traduce en OPC-UA al controlador PLC. De esta manera, los componentes basados en 9V como el sensor ambiental, la cámara USB, el sensor de brillo y el lector NFC pueden ser dirigidos a través de la interfaz MQTT y leídos por el PLC. Aún más interesante, sin embargo, es otra función del Portal IOT, a saber, la posibilidad de una conexión opcional a una nube separada. Así, Lernfabrik 4.0 ofrece la máxima flexibilidad para el usuario respectivo.

Software

El programa PLC para el control de fischertechnik Lernfabrik 4.0 fue creado como texto estructurado (ST) basado en un Siemens S7-1500 y puede ser llamado en el portal de eLearning. También puede ser visto, usado y descargado gratuitamente en Github.com/fischertechnik.
Por supuesto, la Fábrica de Aprendizaje también puede ser controlada con otros modelos y marcas de PLC y las soluciones individuales pueden ser programadas e implementadas por el usuario. Puede ser necesario hacer pequeños ajustes al programa de ejemplo, que luego puede ser implementado de manera independiente.

fischertechnik Cloud

2 Dashboards, Raspberry Pi y Node-RED

Se puede acceder al tablero de fischertechnik en la nube y manejarlo a través de dispositivos móviles como la tableta y el teléfono inteligente, así como en un ordenador portátil y un PC. Además, un tablero local, creado con Node-RED, se implementa en el Pi de Frambuesa (puerta de enlace IOT), y también se pueden crear tableros propios a través de Node-RED.
Los tableros incluidos en Lernfabrik 4.0 permiten mostrar las plataformas desde tres perspectivas diferentes:

• Vista del cliente


• Vista del fabricante


• Vista de producción

En la vista del cliente se muestra una tienda web con un carro de compras, desde la cual se puede encargar una pieza de trabajo y seguir el estado actual de la solicitud en el carro de compras. Este proceso se muestra en la interfaz del cliente, de forma tal que el mismo esté informado sobre el estado de su solicitud.
En la vista del proveedor se presenta y visualiza el proceso para la solicitud de materia prima.
En la vista de producción se pueden consultar el estado de fábrica, el proceso productivo, el inventario, el lector NFC/RFID, como así también los valores del sensor. Además, se puede manejar la cámara que controla la línea de producción. Todas estas funciones se controlan desde una ventana y se cambian mediante el menú.
En el estado de fábrica se visualiza el estado de cada módulo mediante una visualización tipo semáforo. Si surge una avería en la producción, una vez eliminada la causa, esta se confirma mediante un botón y la producción continúa.
En la vista proceso productivo se representan los pasos de fabricación individuales mediante puntos clave conectados de manera simplificada. El nodo activo respectivo (= módulo de producción) se ilumina en color verde o rojo si la fase respectiva del proceso se encuentra en funcionamiento o si hay un error que debe ser solucionado.
La vista de producción inventario muestra el inventario actual de piezas de trabajo, inclusive el stock mínimo y máximo. Está disponible un procedimiento de puntos de pedido. Esta vista de producción sirve únicamente para la visualización.
La vista de producción del lector NFC/RFID muestra los datos de la pieza de trabajo y puede ser utilizado para leer las piezas de trabajo o eliminarlas de forma manual. Los datos primarios de la etiqueta NFC pueden leerse con una aplicación NFC estándar de dispositivos móviles o con el lector NFC. Cada pieza de trabajo tiene una identificación propia y distintiva que brinda los siguientes datos: Estado, color y registro de fecha y hora desde la producción hasta la entrega.
La cámara también se maneja a través de la vista de producción y los valores leídos del sensor medioambiental se pueden visualizar allí.

AV/VR, Digital Twin

Todos los modelos de entrenamiento y simulación de fischertechnik también pueden utilizarse idealmente para aplicaciones digitales y demostradores. Estaremos encantados de proporcionarle los datos CAD necesarios.