自动化工作室.doc

本文由OrangeTop贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 “自动化工作室” 不仅仅是一款编程工具 贝加莱工业自动化有限公司 Werner Paulin 先生 “Automation Studio 的开发是以支持机械制造商将一个概念变为现实的目标为导向的， 覆 盖了机器生命周期中的各个阶段。” 集成自动化如今已成为自动化技术领域中的一个时髦的词语， 它通常是指能够在一个独 立的项目中启动若干软件工具，因此在行业中被广泛提及。然而，对于贝加莱（B&R）来 说，它却意味着完美集成自动化方案的众多特征之一。贝加莱 Automation Studio 是如何为 一台机器在其整个生命周期中提供支持， 并如何为该款开发工具全面融入所有项目流程奠定 基础的呢？ Automation Studio 的突出特点 ? 开放式架构 ? 柔性化项目组织 ? 独立于硬件的软件设计 ? 对任意版本管理系统开放 ? MATLAB/Simulink 自动生成代码 提高效率 ? 团队协作理念 ? 基于网络的系统诊断 过去，控制器是由专门的程序设计装置进行编程的，这些单独的电子器件将 PC 和程序 应用结合在了一起，从那时起，自动化行业中就已经发生了很大的变化。在传统的计算机上 使用软件包来对控制器进行简单设计已经不能满足现今的机器设备的自动化要求。 今天， 可 视化应用、驱动技术和安全系统已经成为现代自动化方案中必不可少的组成部分。但是，仅 仅将所有这些组件简单集成在一款工具中并不能为机械设备制造商提供最好的支持。 为了进 一步完善集成自动化概念， 我们还必须对机械设备制造领域中出现的下列这些行业趋势加以 考虑： 缩短产品上市时间 以技术为导向的消费市场趋向于拥有越来越快的产品创新周期。 针对日益紧迫的技术创 新， 机械设备制造商们必须在更短的时间里完成新机型的开发和运行。 由各自的自动化合作 伙伴提供的开发工具必须能够跟上这一行业趋势。 除了集成各种工具之外， 我们还必须理解 该开发工具能够完美匹配自动化产品系列的重要性。唯有这样，才能充分利用这些产品（典 型控制器、Automation PC 或可视化）性能，避免浪费大量时间。 批量大小 1 针对机器系列 一段时间以来，我们始终在观察机器越来越小批量生产这一趋势。在这方面，与产品多 样性和个性化有关的消费市场变化已经对机械制造产生了直接影响。这一“大量客制化”概念 要求设备具有高度柔性化特征， 在机器制造过程中应首先针对终端用户使用自定义选项数据 包，然后继续在终端用户处进行现场功能扩展以得到更多选项。因此，开发工具必须能够有 效应对所有这些机型变化。当然，面向 ERP 系统的开放式接口也是必不可少的。 机器作为价值创造链纽带 仅仅一台机器 无论它多么灵活 都无法独立生产出一款完整的产品。一般来说， 它只是整个价值创造链中的一个环节。该价值链要么是由机器分别生产的半成品部件所构 成，要么是通过机器互联的一体化设备生产线所实现。在这种情况下，将机器互联以此提高 总产量就显得极其有意义。在过去，这是由电信号（数字量或模拟量）实现的，但是今天， 现场总线系统为机器高效互联开辟了一条崭新的路径， 优化数据流的同时简化了布线。 为了 向设备制造商提供尽可能最好的支持， 一款先进的开发工具必须能够集成标准化现场总线系 统，并且提供多个功能库来使用私有通信协议。 融入机械制造商生产流程 当运行机械或设备时， 即使开发工具扮演着极其重要的角色， 它在机械制造商生产流程 中也并非核心元素。 要求机器制造商调整他们的生产流程以适应各自自动化供应商的开发工 具，既不合理也不现实。因此，开发工具必须拥有一个开放的架构，包含纯文本格式的个人 文档、通用访问程序、自动化项目的数据及组态选项。 功能列表提升总价值 当开发工具之间进行相互比较的时候， 我们关注的焦点通常集中在个别功能上。 与其将 讨论的重点放在一些毫无意义的功能上，还不如从经济学角度对开发工具的“总附加值”进行 进一步挖掘。 这需要我们考虑到贯穿整个使用过程中的附加值， 这样就为我们开创了一个崭 新的视野： 过去的讨论仅限于可视化编程方面， 而通过现在的方式可以对一台机器的整个生 命周期进行全面考量。因此，Automation Studio 的开发是以支持机械制造商将一个概念变 为现实的目标为导向的，覆盖了机器生命周期中的各个阶段。 一台机器的生命周期 图 1：一台机器的生命周期 图 1 从自动化厂商角度展现了一台机器的一般生命周期。整个生命周期被划分为九个 阶段，对应于开发工具的潜在支持。 设计 蓝色曲线表示传统开发工具在设计阶段所能提供的最佳支持。经服务器互联的团队协 作，选择任意版本管理系统，将机器元件的功能单元分组，通过非硬件组态进行初步开发， 所有这些功能都致力于为该阶段提供更为有效的支持（图）。 Project Brower 图 在 Automation Studio 里，通过项目数据库管理，软件模型划分为不同功能块需求，将任务分配给 不同的团队成员，每个团队成员采用开放的格式进行书写代码，最终这些代码将以开放的 XML、或 IEC 格 式被导入并封装成一个完整的项目，这样就构成了一个完整的团队协作，分布在不同区域的工程师可以协 同完成这个项目。上图代表一个项目被划分为启动、趋势图、报警、设置导引等模块，由不同的人来完成。 仿真 通常来说，仿真需要用到额外的工具。在该阶段，将这些工具进行无缝连接至关重要。 例如，与 MATLAB/Simulink 相连能够完美地实现复杂模型的正确仿真，随后的自动代码生 成可以确保控制器也能按真实过程中的要求一样运行（图 3）。 图3 通过与 Matlab/SIMULINK 连接，Automation Studio 可以接受来自 SIMULINK 仿真的控制器模型， 并为其自动生成代码，这些代码可以大大提高开发的周期。 制造 机器制造阶段通常与一款开发工具无关。然而，开发工具与 ECAD 系统直接相连并在该过 程末期对 I/O 分布进行设置或修改，也都可以在此阶段产生附加价值。 调试 基于网络的诊断功能更易于在电气或机械方面对机器进行初步调试。 直到调试阶段的末期才 需要软件开发人员，这样可以大大节省时间和成本（图 4）。 图4 通过 Automation Studio， 在机器设计过程中,通过示波器功能 1mS 采样可以实现对驱动器和电机的 参数进行实时获取,通过可视化的界面对其位置、速度、电流等进行检测，发现引起机械问题的根源，可以 为机械系统的调整提供可靠的参考，它大大降低了机械的调试时间。 现场测试 在现场测试阶段，分析工具的精度决定了现场测试的质量。在这里，没有平滑信号曲线，因 此所有工具必须完全适合运行系统（图 5）。 图5 Automation Studio 的 FFT（快速傅立叶变换）分析功能满足现场生产的质量追溯，FFT 用于对离 散数据进行频谱分析,例如在梳棉机控制上，当需要检测纱线的条干均匀度时，通过检测反馈的离散值进行 区间分析，以追溯引发条干不均质量问题的原因。 生产 如同在制造阶段一样，在生产中使用一款开发工具的机会也是十分有限的。但是，开发工具 与 ERP 系统直接相连并激活相应的选项套件，也都可以在此阶段产生附加价值（图）。 支持&服务 当机器在终端用户处运行时，过程分析和系统支持有时是维护服务合同的一部分。为此，您 需要使用一款功能强大的开发工具来完成对机器的远程维护（图）。 图 Automation Studio 集成了 OPC Server，它提供了与上位管理系统的连接能力，这样，机器将被快 速集成到 MES、 CIMS 中， 通过统一的接口为管理系统的质量追溯、 成本动态优化提供数据基础， 并与 CRM、 SCM、PDM 等集成实现集成生产，提升整个生产的运行效率。 图 VNC Server 则提供了远程设备维护的最经济方案，无需增加成本，只需现场有以太网条件，通过 Automation Studio 为控制器下载 VNC Server，