制造设施中的每一材料处理系统都有一个控制系统委托你购买新生产设备并自控系统自动化控制系统设计是一项挑战性任务,有许多变量需要考虑。白皮书为控制系统提供一些手法术语和思想并解决何谓“直觉控制系统”,
直觉设计可定义为易于使用和理解的软件每一种控制系统都包括软件核心系统,但直觉控制系统提高跟踪进程函数和向操作者有效传递信息的能力直觉控制系统前端成本较高,但提供多项操作效益,降低所有总成本
自动化意味着完全缺少人际交互作用(机器百分百工作),但我们认为这既不切实际,也不具有成本效益。面对它 出人意料的事情发生 生产关机费用昂贵操作者控制系统应合力立即评估状况,解决问题并尽快恢复生产并运行
hth手机版下载由AZO和我们伙伴学士控件公司共同编译BCI,本指南将定义各种术语和概念,我们认为这些术语和概念应当与制造控制系统设计密不可分上半版指南概述控制系统术语和概念,因为它们与通用系统设计相关泛泛理解这些基础知识后,后半部分将提供一套更高级设计原理,描述真正直觉控制系统
新的构件自动化系统投资巨大不可靠(或难操作)控制系统严重削弱所有者ROI归根结底反射系统设计主管不力本文的目的是帮助阅读器指定控制系统,促进快速解决问题,提高设备使用率并降低生产成本我们相信这些特征定义 真正直觉控制系统
先从基本概念入手:控件自动化是密切相关的两个题目(和协同化),但这两个词不应互换使用。微小差异值得理解
自动化用机器替代人工机器通常包括机械、电气和电子组件
控件为电气电子组件 使用常用软件程序或程序集因此,应视控件为自动化子集控制系统由电气硬件组成(运动器、传感器等),充当机器和软件之间的通信网络换句话说,控制系统定义自动化内容基本计划自动化智能使用
有效自动化为生产设施提供多项个人福利,可归纳为三大福利
最明显的好处是成本较低,直接人工退出过程少工可生产更多产品,因为人工工作自动化-机器取代工人
高质量自动化可靠并会尽量减少误差以提高效率并减少故障时间
自动化提供极精度-权重或其他过程更精确地完成,从而提高质量控制并减少浪费
现在我们已经在这个指南中确定自动化控件之间的区别, 后续题目将解释基本控制系统术语更高级概念组成直觉控制系统设计后半部分将解释
关键是要识别控制系统成本驱动程序,以理解后续不同特征的成本/效益方面很难知道所有可能影响新控制系统成本的因素,但我们将提出每个管理员应记住的共同成本驱动器短表
要自动化成份数本身是单最大控制系统成本驱动这是因为某些成分需要专用容器储存逐容器都要求设备分批、称重或清除成分后再转生产每一种设备都必须连接到控制系统结果,成分数越多,控制系统成本越高
另一成本驱动程序是系统机械复杂性机械复杂性指生产线数、流程阶梯数或其他生产需求数复杂系统多成分供复多配方需要复杂编程优化生产效率复杂度越高控制系统成本越高
工程师在寻找购买新构件处理系统并比较不同商家竞价报价时,应检查输入输出匹配总和总是不同的,但如果差大,则两个引号不应视为可比较性引向第四成本驱动
使用事件驱动或时间驱动排序的决定将极大地影响I/O计数,并有可能在两个引号中导致巨大的物价差异
事件驱动排序设计为控制系统,若不明确验证前项任务完备,则无法转到下项任务事件驱动排序通常需要更多传感器,因为每项任务都必须确认举个例子,需要一种传感器确认“阀门开关”,第二个传感器确认“阀门闭关”。
时间驱动排序假设任务已基于假设时间段完成-这一过程通常需要时间完成与上例不同,使用一个传感器验证阀门开关单动脉激活时 内部时钟激活程序周期过后 控制系统假设阀门开省下资本购买量,因为第二传感器不需安装电线,控制柜中不需终止块此类节支带成本详细解析第3节
数字控制系统添加模拟设备也是附加成本驱动器模拟设备操作复杂度更高需要专用发报机阅读设备输出校准工作需要额外关照和努力,这需要基于模拟值建立内部定点和触发器模拟设备成本也高于数字版
工厂验收测试是新控制系统的成本驱动器,但它为新所有者提供重大值加值测试商店程序软件模型实战系统发现潜在问题,这将在启动期间节省现场时间和能量FAT允许运算符熟悉控制系统外观和操作方式正规FAT还可以培训操作员处理潜在问题,如异常退出(意外关机)和其他中断运算符可以看到通知系统如何运作和系统帮助修复问题归根结底,用FAT计算,制造商可以放心系统交付职场将实际有效
还有许多其他可能的控制系统成本因素,但拟自动化成份数、系统设备数、设备类型、排序类型、机械复杂性并包括FAT可能是最大成本驱动器控制系统费用昂贵,但它们保证自动化投资将提高操作效率
顺序定义为逻辑顺序步骤需要完成才能成功产生期望结果有两种排序方式:事件驱动式和时间驱动式
事件驱动排序允许系统仅在前一步骤成功完成后继续下一步事件驱动排序通常需要更多传感器对特定设备,以确保控制系统知道设备当前状态举例说,阀门有2个传感器-开放位置1个传感器和封闭位置2个传感器-增加成本额外成本前期成本,并用绝对确认阀值来抵充阀值整个运行寿命
时间驱动排序依赖数组时间编程时间驱动排序无法确认任务已完成相反,它假设任务在分配时间后完成不需要第二个传感器确认任务完成比对事件驱动排序时间驱动测序在调试期间应精确工作,但在系统运行数千周期后,分配操作阀门时间可能不再有效。假设和实际变大后,阀门吞吐量可能有限(下降全系统效率)。难解故障难解,因为在大型材料处理系统很难知道哪个阀门超出规格
论文作者相信事件驱动排序比时间驱动排序基本更可靠操作符使用事件驱动排序时总知道控制系统的实际状态万一意外停机,时间驱动排序无法向运算符提供系统当前状态由事件驱动排序后,控制软件可创建阀门操作数据库(例如阀门关闭所需时间长度)。并可以比对标准
行业4.0方面实施后,实战和标准分析审查(在机器学习帮助下)可帮助优化进程时间驱动测序比事件驱动测序前期成本低,但这是一个虚经济由材料处理系统减容量引起的减产成本是巨大的,当推断出系统整个使用寿命时尤其如此。
运算符计算机屏幕上显示的图形是人与机间主要的通信工具必须考虑到控制系统投资
设计周全的图形集描述机械系统应该向运算符传递大量动态信息句子上写着 图片值千字应用 图形质量并不总是质量控制系统可靠信号物理机械系统应当通过有效利用布局、树影、颜色和其他细节在计算机可视化中显示举例说,如果设备堆积多层,应该在计算机屏幕上以这种方式标出图形越近表示实际系统,越容易向运算符传递哪些组件有效或哪些非有效解析另一种方式,图形基本艺术传递状态良好的图形不一定表示系统运行良好,但图形质量可显示公司对细节的关注并是一种产品标识类型
归根结底,操作者通过计算机屏幕上看到的图形与控制系统交互系统高效运行需要人与机间清晰简洁通信高品质图形学、及时通信和快速问题解
屏幕报警有两种类型-横幅和摘要屏幕控制系统屏幕显示的任何消息应有意义并可由运算符执行
报警横幅是运算符屏幕专用段 宣布系统中存在当前未知问题这些信息指向维护或故障的一般关注领域提醒需要可见并给运算符提供清晰消息
报警摘要屏幕提供更多提醒历史细节通常允许运算符审查数据库系统报警历史报警摘要屏幕允许运算符研究系统运行过程以查看是否有复发报警或系统中是否有相关领域需要关注
所有屏幕报警令操作符知道故障,但报警横幅和报警摘要屏幕在通知即时性上有所不同。禁止者识别问题发生时-报警摘要显示所有提醒并同时提供历史信息
适当的电机柜布局从设计开始,并力求避免田间一团乱实境问题电压分级(460电流、120电流、控制电压、仪表器、模拟信号)对代码守法和信号完整性都很重要。
散乱线圈避免使用,适当电机柜设计的好处比简单电缆和电线布局大得多电线应该以逻辑易懂配置解决系统故障时,更容易看到电线从柜子中流出,从柜子中流出,从柜子中流出,并结束连接到哪个连接器柜内有足够的空间允许逻辑布线路径和适当的通风最后,适当的电线管理实践应包括适当的最小线推半径,以确保安全和长寿
标签是适当内阁布局的关键部分,常被忽视清晰标签导致快速识别并允许技术员比较实际柜细节和素材目录省时排除故障和保证精度适当的线标签还允许技术员校验输入输出时的解析最后,标签在委托修复或替换后非常有用技术员可用自建绘图适当识别面板中每个组件
有效内阁布局是确保实际内阁匹配设计的关键步骤问题解答可快速精确实现这是另一个实例 固态前端实践 提供长期福利 整个设备寿命
遗留控制系统对管理者构成两难问题:控制系统能否升级或全新控制系统是否必要决策前,管理者应首先调查所有可用选项
先从组件开始不同的假想请求升级或替换特定组件简单化替换发生分量耗竭并置新等值分量举例说,失败PLC替换同模型数和固件版将被视为“替换”。升级包括用更新版替换设备/软件,这可能提供附加功能(如提高网络安全)。
软件小技巧软件通常通过发布号识别,发布号通知管理者控制系统是否更新升级通常提高发布号可能升级小数跳转(例如释放7.0至10.0)涉及大数跳转升级(例如释放3.0到10.0)可能需要多步制(从3.0到7.0再从10.0最坏假设可能根本无法实现归根结底,你需要与制造商或软件开发商商商商商谈,了解对特定软件能否实现升级如果不能升级,则可能需要全新控制系统
控制系统所有者对提升运行良好的遗留控制系统犹豫不决是完全自然的句子中写道 if it isn't broke简单事实仍然是可靠制作(归根结底线)取决于控制系统的效率和可靠性
其它常见错误概念我们听到升级包括担心新控制系统安装后完全失效如果所有者过去有过负面经历,这种观点特别强虽然这种关注是可以理解的,但它更多地在于混淆升级的集成器,而不是新控制系统可靠性延时升级自有成本
成本被描述为技术债务-非投资成本例子之一是灾难控制系统故障,由于过期软件/硬件无法替换或升级而无法修复这样的故障会延长生产线关闭管理者不愿升级或替换最终会降低生产效率这是因为提高能力渐渐受限因此,良好的操作实践应始终包括所有组件和软件的及时升级远比替换整个控制系统低风险建议
因故障替换简单决策升级决策变得更复杂和贵假设过去有效的东西未来会继续有效,随时间推移 不愿更新设备 会增加您的技术欠债当债务结存变得超大时,完全生产线失效就变得更似然,修复费用更高底线最终依赖可靠高效生产, 灾难控制系统故障可被视为“黑天鹅事件”(概率低但代价高),要真正理解如何提高效率和新控制系统可能带来什么好处,你应该考虑改变现状
迄今我们定义并讨论基本控制系统设计所固有题目平衡论文将专题真正组成直觉控制系统设计这些题目一般确保操作者及其控制系统通信并协同提高散装材料处理系统可靠性和利用性下题比已经审查的基本题更多细节
hth手机版下载和工程产品一样, 多功能带成本, 但AZOBCI相信这些特征使我们与竞争分块从长远看,我们也相信它们为客户提供更好的投资回报直觉控制系统设计最终降低自动化物料处理系统总拥有成本后半部分指南开始解释直觉控制系统如何提高TCO
增加硬件功能令控制系统“直觉化”往往难销新材料处理系统编程时与长期运营节省相比,本能控制系统向拥有者提供直觉控制服务,我们将证明这种投资值额外成本平均物料处理系统使用寿命为10年、15年或20年节省系统使用寿命可大幅增加并最终提供低总值
直觉控制系统设计提供许多特征而不包括在平均控制系统内如前文所定义,直觉软件定义为易用易懂软件换句话说,直觉控制系统比运算符通信强得多运算符应能够简单浏览各种屏幕并立即得到系统状态反馈(带图形和消息)。这一点特别重要当出乎意料的事情发生时(例如电源失效)。
直觉设计可包括以下内容:
直觉控制系统前端成本将高于转机控制系统,增加上文描述的直觉设计特征可提高设备使用率,提高数据完整性并减少碎片在整个物料处理系统运行周期内,这些效益将持续持续,最终提供低总值
AOI简单补充指令由Rockwell或Siemens等软件提供商提供一套可重复使用标准编程例程AOIs向程序员提供可重复完成常用任务的方式,例如称重、传输或向屏幕员进食为何重要
程序员非非每次重写代码,可使用已写代码块并确信会正常工作BCI严格测试每个AOI以确保代码块完全可靠举例说,每当电机需要输入系统代码时,程序员可访问AOI,AOI已经设计为该专用电机同一功能适用于任何常用组件,如阀门、级压机和其他组件每一位AOI都包含支持代码库(HMI显示器、报警消息、启动停机等),并配有支持代码,减少编程时打字出错的可能性
测试每个AOI增加成本,但可靠的AOI减少编程时间排除故障AOI支持软件代码比自由机编程少类集成最佳像BCI扩展AOI概念到另一个层次(见`最佳实践基础直觉控制系统'更多细节)。
有限状态是一种编程风格,它要求系统活动识别、定义并分配“状态”标识号强制软件程序员使用结构化逻辑过程写控制系统代码
有限状态编程的主要好处是允许操作者知道材料处理系统内当前正在操作什么并建立逻辑顺序操作系统所有组件有限状态编程开发者可用状态标识向运算符显示有用信息运算符可跟踪进程在任何特定时间的系统编程方法PLC代码由定义计划生成结构良好,所有者操作后保留最可支持控制系统有限状态还避免随机代码开发义大利代码)
Spaghetti代码用非结构化样式编译,不组合模块化,结果往往随机加码和Band-Aid补丁补丁校正错误开发中,编程式常生成代码结构 程序员对代码结构的理解Spaghetti代码难以支持、故障排除或扩展除程序员以外的程序员编写测试期间代码修改因其随机性而困难重重,因为它无法找到(即使是作者也找不到)。消除“死代码”(代码不再使用)也很困难,如果不是不可能的话。人不必伸展自己的想象力来理解使用后支持这类代码的困难
关于有限状态编程的最后一点评论-它组织方法更容易从异常退出恢复(像停电),因为代码跟踪运算流每一站贴上标签后,便有可能精确判断停机时所处理的步骤
有限状态方法使用结构化模块编程风格,这是直觉控制系统设计、改善组织工作、改进跟踪工作以及改善通信的基础
高质量资本设备最重要的特征之一是可靠性如果不能工作,它无法产生投资回报高质量设备也需要高质量可靠控制系统,这是有理由的直觉控制系统提供可靠性除AOIs和有限编程外,BCI开发了一个受控库,收藏经时间测试和验证的“最佳做法”例程
最佳做法包括:
使用最佳做法可提供多项长处,新材料处理系统上网启动运行比较平滑,因为软件已经测试并调试运算符看到HMI并熟悉系统消息问题出现时,有限编程允许更快识别和校正问题最佳做法加在一起将减少调试时间,便利开始生产并允许开始生产
直觉控制系统还应包括函数帮助运算符管理生产批量操作管理集合软件,通过简化操作、提高效率和提高全局系统可靠性来适应生产批量和/或运动管理
负责执行每日生产计划的厂商必须生产营销并最终终端客户需要的所有各种产品高质量控制系统力求优化生产序列,组织生产运动,同时承认流程限制(如可用混音器数 ) 、配方挑战(配方挑战) 和可用成份
批量运算软件实现这一点,为运算符提供具体但直觉工作流类似软件还允许运算符适应最后一分钟优先级和意外中断程序系统复杂化后批量运算软件变得更值钱,因为它会帮助操作者规划并实现每小时厂面生产软件通过将生产规程嵌入软件中,可帮助验证计划,操作符每日编程检验所有必备成份是否都储存并可用举例说,无异基因产品可排在一起,作为生产净化完成后第一批产品运算(后附含异基因的其他产品)。
批量运算管理还可以主动提醒操作符潜在成分短缺系统通知运算符缺量的具体成份Look-ahead特征确保生产运动启动时没有足够数量可用成份
BCICORETM是直觉批量管理软件之一,但许多集成商提供相似产品所有批量管理软件应包含与运算符双向通信应当指出批量管理软件不是ERP盘点系统系统不跟踪仓库或按序操作中所有成分,但监测自动化成分处理系统现有每种成分的数量
还有一个功能值得一提,可列入批量管理程序程序还可以包括跟踪制作能力(队列式制作、当前制作和已完成制作)。公式编辑器向运算符提供设置/偏移混合时间和速度所需的工具,简单拖放功能程序甚至可以设置/改变单个成份目标所有功能都显示在操作器计算机仪表板上方便使用
批量操作管理软件帮助控制系统直觉化作者高度推荐复杂生产设施多行使用软件(每种产品都运行各种产品)。并会提高工厂生产效率软件是另一个前端投资 提供令人难以置信 大操作益益推理说,这种投资将支付所有者复元多年
消息传递描述信息从控制系统传递运算符的方式直觉控制系统应拥有多条消息(每条消息有不同程度的紧迫性),控制系统通过批量运动运作本节覆盖警讯、报警和提示不论消息类型如何,所有通信都应清晰详实
先从头说报警.向运算符提供有用信息,但不要求立即行动警告非报警警告令操作者知道系统的活动和状态也可提供有限指令
提示器令操作符知道操作符必须做点事后生产过程才能继续这种行动可能包括取产品样本或人工把成分添加到混音器中从这些例子中可以看出,运算符必须完成任务并通知系统后再移到下一生产步骤
报警器向运算符表示系统有问题并需要注意力和/或干预报警通常停止生产过程并等待确认和某些纠正行动再允许恢复生产直觉报警应能够引导维护人员解决问题并提供有关纠正行动的一些有用信息有效通讯对快速解决问题至关重要
消息传递具体描述质量系统与运算符交互有效消息应包括各种层次关注和/或行动的选项消息传递使操作者正常工作进度时心平气和当问题出现时它也提供警告
异常退出事件中断系统程序异常退出可因设备故障或厂内或本地实用故障产生系统响应取决于控制系统流程设计中嵌入的“故障安全策略”。
以直觉控制系统设计,异常退出响应应包含在软件过程设计中,并配有功能帮助处理问题额外功能可描述为a特殊恢复例程有限状态编程促进快速恢复 自动提供系统状态信息特殊恢复例程将帮助运算符确定如何从中断状态中最优恢复例程应能够帮助并指导操作者查找并解决问题的努力。还可以帮助分批处理中行停用以尽量减少残余物时完成分批处理
故障校正并恢复制作后,操作符便能理解出错以预防重发,这是良好做法此类解析可能需要运算符/行政交互作用,但控制系统可为这种交互作用提供适当指导此类交互作用应作为一种深思熟虑的顺序来说明,以便操作者知道今后应(或不应)采取什么行动。
数据完整性控制系统是系统关闭的另一方面,它独有制造程序员通过典型数据管理绝对控制数据,因为数据即产品在生产控制方面,程序设计员必须处理设备控制、数据收集和生产过程关闭后系统剩余产品问题数据不仅需要检查错误,设备也需要清除材料并重置真正直觉控制系统将包括异常退出管理例程,协调物理设备、数据和产品
异常退出稀有事件,但确实发生设计师应在其控制系统编程中包括特殊恢复例程直觉控制系统设计异常退出计划 并包括特殊回收例程 最小化废品 时间解决问题
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全球无障碍的反面是网络安全需求增加华体会电竞体育所有制造商应了解网络安全威胁,因为它们并非这些新技术所独有。网络安全应该成为向前聚焦,就像设备或控制系统过去一样多引进新技术信息技术或OT增加风险需要管理,遗留控制系统技术也应被视为潜在风险
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实战例子说明4.0产业值推理 上加热传感器将实时提供运行温度数据传感器可直接提醒维护人员提供具体信息,以便在可能或完全故障前纠正问题
未来观点是正面的,但增加额外传感器仍必须讲理金融新建传感器加载成本设备成本控制系统IO需求 软件监控它但这些新传感器也提供潜在的省钱管理者将不得不判断承载的潜在故障 是否有大于投资的“成本”。万万元资产的一个组成部分 潜在损失可能很大反之,如果它是一个千元资产的一部分, 损失可能相当小和任何投资一样,新传感器成本必须提供初始投资的可靠回报华体会电竞体育归根结底,4.0技术将提供工具-管理者将不得不决定这些技术工具需要在何处和何时应用
说到自动化控制系统 未来改进比似然近产业4.0将引入多项技术进步改变产品制造方式何时发生和如何发生将早晚确定
在此指南中,我们提出了数项因素,我们认为在设计基本控制系统时和直觉控制系统时应该考虑这些因素。我们先处理与系统基本设计有关的泛题通过定义和提供这些题目的例子,我们已经说明自动化和控件比开关和行走都多-设置控制系统监测自动化系统这样做是为了让人机器能以有利于互动的方式协同工作
接下去,我们转向特定创新 定义直觉控制系统了解直觉控制系统设计, 我们建议阅读者理解本指南描述的关键术语和概念:
牢牢掌握这些术语和概念后,可以明确指出直觉控制系统设计将提供更好的投资回报,因为它能提高操作员的知情度和能力。直觉设计还提供较低的自有总成本,因为直觉控制系统所带来的好处将提高生产效率并增强从意外中断和异常退出中快速恢复的能力。
行业4.0能力也为散装材料处理用户利用数据/智能提高性能和降低成本提供了机会。hth手机版下载AZO和BCI员工积极协作解决与4.0工业相关新技术问题行业4.0继续演化,更多特征和创新将出现
使用这份指南我们希望最终说明并支持我们的信念,即真实值来自可依赖自动成分处理系统与方便操作器控件的组合hth手机版下载AZO和BCI的所有人 都希望我们提供点心 解决自动化和制造技术需求
hth手机版下载需要散装物处理或充气传输相关补充信息时,请自由联系AZO工程师共70多年处理原材料和成份自动化经验hth手机版下载BCI控制系统伙伴25年多经验设计、搭建和安装综合控制系统,具体表现为AZO自动化材料传输系统hth手机版下载AZO和BCI在线发布各自的博客,这些博客充斥充斥充裕信息与充气传输、构件自动化和两公司制造可靠精密设备有关