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改善現(xiàn)有控制系統(tǒng)性能的PAC添加方式

發(fā)布時(shí)間:2008/6/2 0:00:00 訪問次數(shù):616

  盡管現(xiàn)在的高性能工業(yè)測量及控制技術(shù)都致力于提高系統(tǒng)的效率和流量,但是設(shè)備工程師的預(yù)算有限。事實(shí)上,arc咨詢集團(tuán)的研究結(jié)果表明,在1997年到2002年五年間,工業(yè)界的設(shè)備支出費(fèi)占收益比降低了約3%。在紙漿、造紙和金屬等競爭激烈的市場,該比例的降幅達(dá)8.7%。目前唯一增長的只有半導(dǎo)體和公用事業(yè),分別增加了1.3%和0.4%。

  由于工廠降低成本,縮減系統(tǒng)升級(jí)經(jīng)費(fèi),工程師需要在提高設(shè)備性能的同時(shí)降低成本。很多廠家成功地實(shí)施了被稱作“局部優(yōu)化”的策略,他們有效利用新技術(shù),突破瓶頸,提高效率。他們采用可編程自動(dòng)化控制器的新型控制器,高速收集信號(hào),以進(jìn)行更復(fù)雜的分析。

  pac將pc的處理能力、數(shù)據(jù)收集速度和通訊功能與plc的可靠性和小型化結(jié)合在一起。使用pac作為主控制器的設(shè)備,可集成更多功能,如運(yùn)動(dòng)、視覺、高速i/o及企業(yè)級(jí)通訊,很多工廠工程師們可使用pac彌補(bǔ)現(xiàn)有系統(tǒng)的不足,如果用如下三種常用的簡單方法在現(xiàn)有控制系統(tǒng)中增加pac,可實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的i/o、處理及通訊性能。

  如果可以設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)與現(xiàn)有控制系統(tǒng)并行操作,增加pac是最直接的。由于驗(yàn)證和培訓(xùn)都會(huì)增加絕大多數(shù)系統(tǒng)的升級(jí)成本,因此增加一個(gè)不影響主要控制操作的新系統(tǒng)是最佳方案,特別是在大型工藝控制系統(tǒng)或fda驗(yàn)證系統(tǒng)。

  在這些產(chǎn)品中,最通用的方法是,工程師無需將pac與現(xiàn)有工廠設(shè)備相連,即可完成設(shè)計(jì)和安裝,比如在造紙廠造紙機(jī)器上安裝pac。盡管造紙廠工程師使用分散控制系統(tǒng)(dcs)控制造紙機(jī)器,如果某個(gè)機(jī)器出現(xiàn)斷紙問題,工廠就會(huì)受到影響。

圖1: 1997至2002年,支出收益比降低了2.9%。

  他們需要一種類似“飛行記錄儀”的方法收集記錄機(jī)器的數(shù)據(jù),以分析斷紙的原因。改造現(xiàn)有dcs是不可行的,因?yàn)閺募夹g(shù)角度來說,dcs不可能在這樣高的速度下收集記錄數(shù)據(jù),而且改變dcs還會(huì)影響其它工藝。造紙廠工程師們決定安裝pac,將從磁盤收集記錄的數(shù)據(jù)傳到控制器的compactflash上。出現(xiàn)斷紙問題后,工程師可用ftp方式將數(shù)據(jù)文件傳送到計(jì)算機(jī)上,分析斷紙的情況,查找原因。第二個(gè)常用方法是在現(xiàn)有控制系統(tǒng)中增加pac,用pac執(zhí)行高級(jí)處理,進(jìn)行正誤判斷。pac還可使用簡單數(shù)字輸入與plc進(jìn)行通訊。,因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)plc系統(tǒng)中,很容易增加數(shù)字輸入和邏輯元件,因此這種設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)。當(dāng)pac執(zhí)行高速采集和分析時(shí),工程師通常采用這種方法,如監(jiān)視水壓和振動(dòng)。

  比如,如果工程師需要監(jiān)視旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)問題。它們使用具有高速采集的pac監(jiān)視電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸兩個(gè)軸的振動(dòng)情況。pac會(huì)根據(jù)加速儀的測量結(jié)果,確定信號(hào)的頻率范圍。將當(dāng)前的頻率與已知的極限值相比,pac確定系統(tǒng)是否需要維護(hù)或者關(guān)機(jī)。pac通過內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和opc連接將相關(guān)信息傳送到工程師和管理人員。如果振動(dòng)會(huì)危害機(jī)器,pac會(huì)將數(shù)字輸出信號(hào)輸送到plc控制系統(tǒng)。這樣,工程師可在增加基于pac傳感器測量的復(fù)雜性分析功能的同時(shí)保護(hù)系統(tǒng),還可使用pcl集成的現(xiàn)有關(guān)機(jī)程序。

  第三種方式就是在plc系統(tǒng)中增加pac,使用標(biāo)準(zhǔn)通訊總線,如modbus、devicenet、profibus、canopen、modbus tcp或ethernetip。大多數(shù)現(xiàn)代plc系統(tǒng)已經(jīng)在控制器間集成了一些通訊總線。工程師們可利用pac的內(nèi)置串行和以太網(wǎng)接口及可選的插入式通訊模塊,以方便在系統(tǒng)中增加控制器。對(duì)于一些使用不兼容的總線的plc,可使用外部網(wǎng)關(guān)解決該問題。外部網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)映射到另一種類型的網(wǎng)絡(luò)。比如,工程師可以利用網(wǎng)關(guān)將devicenet設(shè)備連接到profibus網(wǎng)絡(luò),或者將modbus tcp控制器與controlnet網(wǎng)絡(luò)相連。

  工程師們?cè)镁W(wǎng)關(guān)在使用傳送帶的切削機(jī)器控制系統(tǒng)中增加pac。饋送材料的體積形狀變化都很大,這樣切削機(jī)器不易處理。為了提高質(zhì)量,工程師需要實(shí)時(shí)調(diào)整下位機(jī)以控制切削速度。盡管工程師們多年一直靠視覺進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,pac視覺功能可運(yùn)行更高級(jí)的算法,并作出正確的決策。他們可使用基于視覺的pac測量源材料,計(jì)算切削機(jī)器的相應(yīng)參數(shù)。他們將下位機(jī)plc設(shè)置為通過ethernetip通訊。由于pac系統(tǒng)可通過modbus tcp通訊,這樣工程師們可使用網(wǎng)關(guān)將modbus tcp數(shù)據(jù)映射到ethernetip。在集成了pac的新系統(tǒng)中,基于視覺的pac計(jì)算合適的切削機(jī)器速度,將信息通過網(wǎng)關(guān)傳遞給plc以調(diào)整切削速度,避免堵塞。

  通過pac的高級(jí)i/o、處理、通訊功能,工程師們可為現(xiàn)有系統(tǒng)增加新技術(shù)。pac提供了增加高級(jí)i/o、高級(jí)處理和高級(jí)通訊的途徑,其中包括運(yùn)動(dòng)、視覺、高速采集

  盡管現(xiàn)在的高性能工業(yè)測量及控制技術(shù)都致力于提高系統(tǒng)的效率和流量,但是設(shè)備工程師的預(yù)算有限。事實(shí)上,arc咨詢集團(tuán)的研究結(jié)果表明,在1997年到2002年五年間,工業(yè)界的設(shè)備支出費(fèi)占收益比降低了約3%。在紙漿、造紙和金屬等競爭激烈的市場,該比例的降幅達(dá)8.7%。目前唯一增長的只有半導(dǎo)體和公用事業(yè),分別增加了1.3%和0.4%。

  由于工廠降低成本,縮減系統(tǒng)升級(jí)經(jīng)費(fèi),工程師需要在提高設(shè)備性能的同時(shí)降低成本。很多廠家成功地實(shí)施了被稱作“局部優(yōu)化”的策略,他們有效利用新技術(shù),突破瓶頸,提高效率。他們采用可編程自動(dòng)化控制器的新型控制器,高速收集信號(hào),以進(jìn)行更復(fù)雜的分析。

  pac將pc的處理能力、數(shù)據(jù)收集速度和通訊功能與plc的可靠性和小型化結(jié)合在一起。使用pac作為主控制器的設(shè)備,可集成更多功能,如運(yùn)動(dòng)、視覺、高速i/o及企業(yè)級(jí)通訊,很多工廠工程師們可使用pac彌補(bǔ)現(xiàn)有系統(tǒng)的不足,如果用如下三種常用的簡單方法在現(xiàn)有控制系統(tǒng)中增加pac,可實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的i/o、處理及通訊性能。

  如果可以設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)與現(xiàn)有控制系統(tǒng)并行操作,增加pac是最直接的。由于驗(yàn)證和培訓(xùn)都會(huì)增加絕大多數(shù)系統(tǒng)的升級(jí)成本,因此增加一個(gè)不影響主要控制操作的新系統(tǒng)是最佳方案,特別是在大型工藝控制系統(tǒng)或fda驗(yàn)證系統(tǒng)。

  在這些產(chǎn)品中,最通用的方法是,工程師無需將pac與現(xiàn)有工廠設(shè)備相連,即可完成設(shè)計(jì)和安裝,比如在造紙廠造紙機(jī)器上安裝pac。盡管造紙廠工程師使用分散控制系統(tǒng)(dcs)控制造紙機(jī)器,如果某個(gè)機(jī)器出現(xiàn)斷紙問題,工廠就會(huì)受到影響。

圖1: 1997至2002年,支出收益比降低了2.9%。

  他們需要一種類似“飛行記錄儀”的方法收集記錄機(jī)器的數(shù)據(jù),以分析斷紙的原因。改造現(xiàn)有dcs是不可行的,因?yàn)閺募夹g(shù)角度來說,dcs不可能在這樣高的速度下收集記錄數(shù)據(jù),而且改變dcs還會(huì)影響其它工藝。造紙廠工程師們決定安裝pac,將從磁盤收集記錄的數(shù)據(jù)傳到控制器的compactflash上。出現(xiàn)斷紙問題后,工程師可用ftp方式將數(shù)據(jù)文件傳送到計(jì)算機(jī)上,分析斷紙的情況,查找原因。第二個(gè)常用方法是在現(xiàn)有控制系統(tǒng)中增加pac,用pac執(zhí)行高級(jí)處理,進(jìn)行正誤判斷。pac還可使用簡單數(shù)字輸入與plc進(jìn)行通訊。,因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)plc系統(tǒng)中,很容易增加數(shù)字輸入和邏輯元件,因此這種設(shè)計(jì)易于實(shí)現(xiàn)。當(dāng)pac執(zhí)行高速采集和分析時(shí),工程師通常采用這種方法,如監(jiān)視水壓和振動(dòng)。

  比如,如果工程師需要監(jiān)視旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)問題。它們使用具有高速采集的pac監(jiān)視電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸兩個(gè)軸的振動(dòng)情況。pac會(huì)根據(jù)加速儀的測量結(jié)果,確定信號(hào)的頻率范圍。將當(dāng)前的頻率與已知的極限值相比,pac確定系統(tǒng)是否需要維護(hù)或者關(guān)機(jī)。pac通過內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和opc連接將相關(guān)信息傳送到工程師和管理人員。如果振動(dòng)會(huì)危害機(jī)器,pac會(huì)將數(shù)字輸出信號(hào)輸送到plc控制系統(tǒng)。這樣,工程師可在增加基于pac傳感器測量的復(fù)雜性分析功能的同時(shí)保護(hù)系統(tǒng),還可使用pcl集成的現(xiàn)有關(guān)機(jī)程序。

  第三種方式就是在plc系統(tǒng)中增加pac,使用標(biāo)準(zhǔn)通訊總線,如modbus、devicenet、profibus、canopen、modbus tcp或ethernetip。大多數(shù)現(xiàn)代plc系統(tǒng)已經(jīng)在控制器間集成了一些通訊總線。工程師們可利用pac的內(nèi)置串行和以太網(wǎng)接口及可選的插入式通訊模塊,以方便在系統(tǒng)中增加控制器。對(duì)于一些使用不兼容的總線的plc,可使用外部網(wǎng)關(guān)解決該問題。外部網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)映射到另一種類型的網(wǎng)絡(luò)。比如,工程師可以利用網(wǎng)關(guān)將devicenet設(shè)備連接到profibus網(wǎng)絡(luò),或者將modbus tcp控制器與controlnet網(wǎng)絡(luò)相連。

  工程師們?cè)镁W(wǎng)關(guān)在使用傳送帶的切削機(jī)器控制系統(tǒng)中增加pac。饋送材料的體積形狀變化都很大,這樣切削機(jī)器不易處理。為了提高質(zhì)量,工程師需要實(shí)時(shí)調(diào)整下位機(jī)以控制切削速度。盡管工程師們多年一直靠視覺進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控,pac視覺功能可運(yùn)行更高級(jí)的算法,并作出正確的決策。他們可使用基于視覺的pac測量源材料,計(jì)算切削機(jī)器的相應(yīng)參數(shù)。他們將下位機(jī)plc設(shè)置為通過ethernetip通訊。由于pac系統(tǒng)可通過modbus tcp通訊,這樣工程師們可使用網(wǎng)關(guān)將modbus tcp數(shù)據(jù)映射到ethernetip。在集成了pac的新系統(tǒng)中,基于視覺的pac計(jì)算合適的切削機(jī)器速度,將信息通過網(wǎng)關(guān)傳遞給plc以調(diào)整切削速度,避免堵塞。

  通過pac的高級(jí)i/o、處理、通訊功能,工程師們可為現(xiàn)有系統(tǒng)增加新技術(shù)。pac提供了增加高級(jí)i/o、高級(jí)處理和高級(jí)通訊的途徑,其中包括運(yùn)動(dòng)、視覺、高速采集

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