sff 2006-2007 curs 71 curs 7 comunicatii industriale comunicatii la nivelul halei de productie
Post on 20-Dec-2015
235 Views
Preview:
TRANSCRIPT
SFF 2006-2007 Curs 7 1
CURS 7
COMUNICATII INDUSTRIALECOMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
SFF 2006-2007 Curs 7 2
Comunicatia intre elementele ierarhice ale unui sistem de conducere, ca si intre componentele sistemului de conducere la nivel inferior, constituie unul din factorii esentiali in ceea ce priveste succesul intregului sistem de conducere.
Proiectarea si exploatarea unor astfel de sisteme ridica probleme legate de interconectarea eficienta a unor
echipamente gata proiectate.
SFF 2006-2007 Curs 7 3
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
SFF 2006-2007 Curs 7 4
Sistemele de comanda automata:
Au revolutionat fluxurile si tehnicile de manufacturare.
Au facut automatizarea posibila, accesibila si abordabila.
Produc date referitoare la produsele manufacturate, date profitabile din punct de vedere al imbunatatirii calitatii.
Daca datele colectate si produse de sistemele de comanda automata sunt adunate si procesate, ele pot fi folosite la imbunatatirea procesului, automat la cresterea profitului.
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
SFF 2006-2007 Curs 7 5
Dezavantajele colectarii si procesarii manuale a datelor:
Datele colectate sunt de cele mai multe ori imprecise.
Colectarea manuala exclude notiunea de timp real.
Sunt mari consumatoare de timp, presupunand un effort uman consistent.
Datele finale pot fi disponibile dupa un interval relativ lung de timp.
Corectarea erorilor la nivelul productiei in timp real este imposibila.
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
SFF 2006-2007 Curs 7 6
Categorii de informatii de timp real necesare in sistemele de comunicatii moderne:
Ordine precise
Instructiuni precise.
Specificatii de productie.
rapoarte.
Alarme, etc.
SFF 2006-2007 Curs 7 7
Echipament
Masina
Celula
Zona
Host
Echipament de productie
Muncitor
Sef de echipa
Supervizor
M
Modelul pe cinci nivele al comunicatiilor de productie
Modelul tipic de organizare a personalului
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Nivel productie
Management
SFF 2006-2007 Curs 7 8
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Echipament
Alcatuit din: echipamente, utilaje si elemente necesare productiei
In general sunt simple, fara a fi capabile sa comunice unui sistem de comanda altceva decat starea de pornit/oprit.
S-au dezvoltat cipuri dedicate care au permis utilizarea unor mijloace de comunicatie care se pot atasa apoi
la o magistrala sau la un bus de comunicatie.
SFF 2006-2007 Curs 7 9
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Masina
Caracteristici:
Sunt implicate in relatia directa cu produsul
Unele deplaseaza produsul
Altele adauga valoare produsului
Fiecare masina produce date cu semnificatie concreta in cursul procesului de productie
Masini cu CN
Roboti
SFF 2006-2007 Curs 7 10
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Masina
Intrebari la care trebuie sa “raspunda” controlerele masinilor:
La ce trebuie lucrat
Cat trebuie facut
Ce trebuie facut mai departe
Este material suficient, etc
Face referire la echipamentele specifice pe task sau actiune
Este nivelul care asigura veniturile care permit suportul restului organizatiei.
Este necesara perfectionarea continua a acestui nivel
SFF 2006-2007 Curs 7 11
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Celula
Caracteristici:
Reprezinta o grupare logica de masini utilizate pentru a adauga valoare unuia sau mai multor produse.
Lucreaza cu o familie de produse sau cu componente cu proprietati similare
Sef de echipa
Comunica cu fiecare muncitor
Monitorizeaza performantele fiecaruia
Coordoneaza eforturile pentru a realiza productia prevazuta
Se asigura ca muncitorii comunica intre ei.
In model uman
SFF 2006-2007 Curs 7 12
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Celula
Rolul controlerului de celula:
Integreaza o serie de masini diferite intr-o celula de lucru pe baza de cooperare
Comunica cu fiecare masina din celula
Comunica cu alte controlere de celula
Are abilitati de:
A incarca/descarca programe
A schimba diverse date si informatii
A porni/opri echipamentele
A monitoriza performantele fiecarui echipament sau aparat in parte
SFF 2006-2007 Curs 7 13
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Tipuri principale de comunicatii
PRIMITIVE: schimb de date pe linii digitale de intrare/iesire, date binare, de tip DA sau NU.
Exemple:
Un robot este programat sa astepte executarea programului X pana cand intrarea Y devine TRUE.
Un PLC cu intrari si iesiri numerice poate fi conectat la terminalele robotului, obtinandu-se astfel o celula simpla, cu un singur echipament, cu o comunicatie primitiva. PLC-ul poate comanda ce executa robotul.
SFF 2006-2007 Curs 7 14
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
COMPLEXE: de exemplu la incarcarea/descarcarea programelor sau actualizarea variabilelor. Cele mai multe se refera la comunicatii seriale asincrone, avand la dispozitie un port serial RS-232.
1 1000001 1 1
Bit Start
Cod ASCII pentru litera A Bit Paritate Bit Stop
Anunta receptorul ca
incepe un mesaj
Mesajul de transmis
Verificarea erorilor
Anunta receptorul ca s-a terminat mesajul
SFF 2006-2007 Curs 7 15
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Tipuri de Controlere de Celula
PLC
PLC
PC
PLC
PC
Dispozitive inteligente
1990 2000 2010
Evolutia platformelor de control
SFF 2006-2007 Curs 7 16
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
PLC-uri
Avantaje:
Sunt usor de inteles de electricienii si tehnicienii din exploatare
Este foarte usor de utilizat in comunicatiile primitive intre masinile din celula
Este simplu de implementat comunicarea intre PLC-uri de aceeasi marca.
Dezavantaje:
Grad de flexibilitate redus fata de PC-uri
SFF 2006-2007 Curs 7 17
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
PC-uri
Avantaje:
Ofera mai multa flexibilitate si mai multe capacitati
Permite comunicare cu elemente de comanda apartinand unor producatori diferiti
Utilizeaza pentru comunicare un software dedicat: SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)
SFF 2006-2007 Curs 7 18
Aplicatie dedicata
Text sau fisier binar
Interfata DAQ Module PLC I/O Alte echipamente
Driver DAQ Driver DAQ Drivere
Stocare/citire date
DAQProtocol dedicat
Data Socket
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Arhitectura tipica pentru o aplicatie clasica de control de celula
SFF 2006-2007 Curs 7 19
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Aplicatie SCADA
Baza de date
Interfata DAQ Module PLC I/O Alte echipamente
Driver DAQ Driver DAQ Drivere
Citire date
Arhitectura tipica pentru o aplicatie SCADA
Tag EngineLog Date/Alarme
Achizitie date
SFF 2006-2007 Curs 7 20
Avantaje oferite de SCADA:
Elimina eforturile de dezvoltare a aplicatiei prin interpunerea unor module software dedicate pentru comunicare cu echipamente de nivel inferior, respectiv gestionarea bazei de date si a informatiilor aferente.
Event-driven: gestionarea evenimentelor (obiectele nu fac nimic pana cand nu survine evenimentul pentru care au fost programate sa lucreze)
Programatorul realizeaza aplicatia cu ajutorul meniurilor sau cu icoane grafice, incarcand mai apoi drivere software specifice echipamentelor conectate la calculator.
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
SFF 2006-2007 Curs 7 21
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Zona
Controlerul de zona:
Au o privire generala asupra procesului
Primesc ordine de la host si atribuie sarcinile spre celule, in vederea indeplinirii acestora
Comunica cu ceilalti controleri de zona pentru sincronizarea productiei
Utilizeaza metode de comunicatii sincrone, fiind atasati unei retele locle LAN
SFF 2006-2007 Curs 7 22
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Retele LAN (local area network): Reprezinta coloana vertebrala a retelelor de comunicatie
Topologia
se refera la dispunerea fizica a retelei
Host
T1T2
T3
T4T5Tn
T2T1 TnT1
T2
T3
T4
T5
Tn
stea Bus/single highway
inel
Metode peer to peer
SFF 2006-2007 Curs 7 23
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Topologia stea:
Calculatorul central: master
Contine memoria, echipamentul de procesare si comutare
Terminalele: slaves
Topologia bus/single highway:
Fiecare terminal este legat la un singur cablu
Orice emitator/receptor are o cale directa la orice alt emitator/receptor
Pentru a asigura coerenta comunicarii, trebuie adoptate metode (protocoale), astfel incat la un moment dat sa emita nu mai mult de un terminal
Topologia inel:
Un cablu continuu in forma de inel, conecteaza toate terminalele.
Este necesara utilizarea unor metode pentru a valida comunicarea intre diferitele terminale, fara ca mesajele sa fie perturbate
SFF 2006-2007 Curs 7 24
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Tipuri de cablu
Bifilare torsadate (twisted pair): perechi de conductori rasuciti unul in jurul celuilalt, pe intrega lungime a cablului
Este cel mai ieftin tip de cablu, fiind si usor de instalat.
Cablu coxial: este un mediu de banda larga (broadband), ceea ce inseamna ca pot fi transmise mai multe canale simultan
Prezinta o excelenta imunitate la zgomot
Fibra optica: cu o tehnologie foarte dinamica
Imunitate perfecta la zgomot
Suporta cele mai inalte rate de transmisie
Transmisie prin frecvente radio: au devenit foarte raspandite in ultima vreme
SFF 2006-2007 Curs 7 25
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Tehnologia wireless(fara fir): module ce utilizeaza undele electromagnetice pentru transmiterea datelor
Imunitate foarte buna la zgomote si se comporta foarte bine in mediu industrial
Nu necesita cablare
Transceiver de acces
Retea principala cablata, LAN 1(protocol A)
Transceiver client 1
Transceiver client n
Transceiver client k
Retea principala cablata, LAN 2 Protocol A
Transceiver de acces
bridge
Retea principala cablata, LAN 2 Protocol B
Transceiver de acces
gateway
SFF 2006-2007 Curs 7 26
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Tehnologia spread spectrum(SS): utilizeaza o gama larga de frecvente
Datele de translatat sunt modulate pe o banda mai larga
A fost utilizata de americani in al doilea razboi mondial
La nivel mondial, pentru uzul comercial, au fost desemnate trei benzi de frecventa, reunite sub numele de ISA (Industrial, Scientific, Medical), anume 900 MHz, 2.4 GHz si 5.7 GHz.
SFF 2006-2007 Curs 7 27
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Metode de acces: token-passing
Un singur echipament poate “vorbi” la un anumit moment de timp, cand are “token”-ul care sa-i valideze folosirea liniei.
Este foarte fiabila
Ofera timpi de acces predictibili
Statia de transmisieseteaza bitul de token ca
fiind ocupat
adauga campul de informatie
adauga mesajul ce doreste sa-l transmita
adauga pachetul de transport
Contine adresa statiei caruia ii este destinat
mesajul
SFF 2006-2007 Curs 7 28
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Celelalte statii examineaza header-ul si verifica adresa
Mesajul ajunge la statia destinatie, este copiat si se
seteaza bitii campului de transport pentru a indica ca mesajul a fost receptionat
Se regenereaza mesajul si este trimis la statia
expeditoare
Se elibereaza token-ul si este trimis urmatoarei statii spre
utilizare
SFF 2006-2007 Curs 7 29
COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE
Host
Caracteristici:
Este in general un sistem mainframe (compus din una sau mai multe masini), un minicalculator sau un PC
Este responsabil pentru software-ul de business, engineering, comunicatiile de nivel inalt intre departamente, birouri, etc.
Pachete software de business: de tipul MRP (Manufacturing Resource Planning)
Sunt utilizate pentru introducerea comenzilor, facturilor, bonurilor de materiale, verificarea creditelor si platilor clientilor, etc
Pot fi folosite pentru generarea comenzilor de productie, pentru materiale, componente si subansamble
top related