文章:集成H5、仿真、大数据、视觉、CNC…现在的PLC还是原来的PLC吗?

所有者:TerryWang(呢称); 发布时间:2019-09-07 09:22:54; 更新时间:2019-09-08 08:59:08

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简介:前言自动化软件和硬件的进步减少了编程任务,并提供了更多内置的可配置功能、可扩展性、软件组件之间的后台通信、以及仿真和数字双胞胎功能。今天的自动化硬件和软件,比独立的机器控制更容易集成。只需要提供一种集成的开发和编程环境,就可以一种平易近人的、有凝聚力的方式呈现自己。 选择一种编程语言还不够,这只适用于直接的机器应用程序。现在,机器自动化要求集成更多功能:H

前言

自动化软件和硬件的进步减少了编程任务,并提供了更多内置的可配置功能、可扩展性、软件组件之间的后台通信、以及仿真和数字双胞胎功能。

天的自动化硬件和软件,比独立的机器控制更容易集成。只需要提供一种集成的开发和编程环境,就可以一种平易近人的、有凝聚力的方式呈现自己。


选择一种编程语言还不够,这只适用于直接的机器应用程序。现在,机器自动化要求集成更多功能:HTML5 人机界面(HMI)、输入/输出(I/O)、顺序逻辑、运动和网络安全、机器人和协作机器人运动学、视觉、安全机器人和运动、状态和能量监测、机器对机器通信。可与多个生产模块和智能跟踪系统、边缘和云通信以及接口的协调。


企业需求的不仅仅是直接控制功能。制造企业越来越需要通过数字双胞胎功能集成报告、数据库管理和机器模拟,以进行初始设计和持续优化。


这些功能需要对自动化软件平台采用全面的、自下而上的方法,该平台可扩展、模块化、有记录、可重复使用,并且基于IEC61131-3编程语言标准。如今,自动化技术公司可提供全面的功能,包括单轴和多轴运动、计算机数字控制(CNC)、配方和报警功能、用户管理和审计跟踪、行业标准(如OMAC 包装工作组的PackML)和网络诊断等。


许多出色的功能,过去仅作为第三方软件提供,但现在已经成为许多软件包的标准功能,并且有助于更改自动化的实施。


动态人机界面

动态HMI 内容可以更轻松地显示复杂的制造流程。一种方法是使用窗口小部件,使用户可以将已有的基于XML 的可缩放矢量图形(SVG)图像设置动画,或者使用运行数据从2D CAD 转换过来。


用户将小部件拖放到HMI 应用程序中的目标页面上,并在那里进行配置。在运行时,可以从应用程序控制图像动画。可以将SVG 图像旋转、过渡和移动,这节省了创建多个图像序列所需的时间和成本。由于SVG 图像基于矢量图形,因此即使放大也能保持高分辨率而不会降低图片的质量。

图1:动态HMI 内容(例如可缩放矢量图形)有助于可视化复杂的制造过程。本文图片来源:贝加莱工业自动化


配置的灵活性

通过模块化应用程序,可以在不改动机器代码的情况下,随时将I/O 模块添加到现有程序。可以在机器交付之前、甚至在运行时进行,这简化了管理机器和设备变体。可以从企业资源规划(ERP)或订单管理系统生成I/O 变体配置。即使添加了第三方驱动器或模块,也不需要工程工具。


可以使用适当的配置工具,直接在机器上配置其它变体和选项。一些开发环境包括一个工具,允许在梯形图逻辑中更改配置,而不影响机器的主要应用程序。无需修改机器原始软件即可进行调试,为最终用户提供所需的灵活性,同时保持原始设备制造商(OEM)解决方案的完整性。

图2 :I/O 机器变体配置, 可以直接从ERP 或订单管理系统生成,无需工程工具。


集成视觉

另一个趋势,是将视觉相机集成到机器控制程序中,包括智能相机、照明和先进的图像处理算法。这允许机器视觉和其它自动化组件之间实现微秒级的同步,而这只需要管理一个工程工具和一个应用程序。


PDF 报告

控制系统可以内置通信平台,并自动生成PDF 报告。报告功能从控制平台提供的任何软件组件收集统计机器数据和信息。可以自定义报表的数据、布局和设计,用户可以定义使用的语言和单位。


报告设计选项可以根据用户的需求自定义报告。报告中可以包含图片和表格等图形化元素。为了防止未经授权的访问,可以对文件进行加密。报告可以在指定时间通过电子邮件自动发送,也可以由特定事件触发。此外,报告可以保存到外部存储介质(如USB 闪存驱动器)或直接从机器发送到网络打印机。

图3 :内置了通信平台的控制系统,可以自动生成PDF 报告。有一些选项可根据不同用户的特定需求自定义报告。


大数据管理

使用数据库集成工具箱可以更轻松地在应用程序中部署数据库。无论该数据库位于现场还是位于云中,都可以将数据从现场层存档到数据库。这简化了大量数据的管理,是工业物联网(IIoT)数据采集和分析要求的关键。


制造设备每天会产生大量数据,这些数据必须可视化、可存档或能够传递给更高级别的系统,以便进行处理生成有用的信息。为控制系统提供数据库接口,可以直接从控制器向数据库发送数据。诸如存储过程之类的通用数据库功能,允许根据需求生成关键性能指标(KPI),从而优化制造过程。


机器仿真与数字双胞胎

自动化编程不再局限于彼此隔离的机器程序。它现在包括集成的生产系统,例如定义了自适应机器的下一代智能跟踪技术。


考虑在轨道系统上,与数十甚至数百个其它航天系统协作,独立控制单个产品移动所带来的自动化软件挑战。每个工作站代表一个机器模块,所有机器控制和辅助功能适用于每个产品、生产模块和整个系统。


内置仿真软件是可视化和优化智能跟踪系统要求的有用工具。它有助于工程设计、缩短新轨道系统的上市时间,并在现有系统上运行新产品。集成仿真软件基于面向过程的编程。


这些仿真工具有助于确保航天飞机不会发生碰撞、超越虚拟障碍或超出配置的速度限制。符合FDA 标准的跟踪也可以实施。该软件可以将产品数据与相应的航天飞机相链接,并使制造过程可追溯。


当使用面向过程的编程创建轨道系统应用程序时,软件工程师定义航天飞机在轨道上的行为规则。当航天飞机通过虚拟触发点时,规则被激活。这使得运动序列的实现更有效,并且减少了各航天飞机所需的编程量通过集成的仿真选项, 轨道系统开发人员可以运行测试以确定最佳数量和速度, 从而最大限度地提高航天飞机的吞吐量。


在仿真和实际工厂中使用相同的系统软件,这样就可以在任何时间在仿真和实际操作之间进行切换。航天飞机如何与机器人等机械元件的相互作用也被可视化。


独立机器操作软件注意事项和工具扩展之间的差距, 使得机器自动化程序员要考虑的问题, 不再仅仅是选择梯形逻辑与C编程的问题。它是关于选择一个集成的自动化平台, 提供可配置的软件套件来管理,而不仅仅是控制机器。


对于系统架构师来说,在一次性机器项目的基础上开发这些功能是令人生畏的,而且实际上是不切实际的。同时,这些新的软件功能对于实现机器联网至关重要,更不用说制造支持IIoT、旨在提供可以支持新数字商业模式的设备。

文章来源:控制工程中文版

直驱与传动

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