I. Inngangur
Í iðnaðar sjálfvirkni, snjallframleiðslu, lækningatækjum og mörgum öðrum sviðum gegnir fieldbus stjórnandi lykilhlutverki sem lykiltæki fyrir gagnaöflun og vinnslu. Það tekur ekki aðeins beinan þátt í stjórn tækjabúnaðar á vettvangi heldur safnar-rauntíma rekstrarstöðugögnum úr þessum tækjum og forvinnir gögnin með sérstökum reikniritum til að tryggja nákvæmni þeirra og áreiðanleika. Þessi grein mun kanna ítarlega virkni og notkun tækjabúnaðar við gagnaöflun, vinnslu og endurgjöf til hýsingartölvunnar og mun framkvæma ítarlega greiningu á mikilvægu hlutverki þeirra á sviði iðnaðar sjálfvirkni.
II. Skilgreining og virkni svæðistækja
Vettvangstæki vísar venjulega til tækis eða kerfis sem stýrir beint rekstri vettvangsbúnaðar og fær endurgjöf um rekstrarstöðu slíks búnaðar. Það geta verið vélbúnaðartæki með gagnavinnslugetu, svo sem PLCs (Programmable Logic Controllers), örstýringar eða DSP (Digital Signal Processors). Aðalhlutverk lægra-tækis eru:
Gagnaöflun: Í gegnum ýmsa skynjara og tengirásir les tækið á lægra-stigi stöðuupplýsingar- í rauntíma frá vettvangsbúnaði, eins og hitastig, þrýsting, flæðihraða og hraða. Þessi gögn eru venjulega til á hliðrænu eða stafrænu formi og krefjast öflunar og umbreytingar með lægra-tæki.
Gagnavinnsla: Gögnin sem aflað er af tækinu á lægra-stigi krefjast oft ákveðinna forvinnsluþrepa, eins og síun, mögnun og umbreytingu, til að tryggja nákvæmni og áreiðanleika þeirra. Að auki getur sviðsstýringin framkvæmt útreikninga og greiningu á gögnunum byggð á forstilltum reikniritum til að draga út gagnlegar upplýsingar.
Framkvæmd stjórna: Byggt á leiðbeiningum frá hýsingartölvunni eða forstilltri stjórnunarrökfræði, getur vettvangsstýringin framkvæmt samsvarandi stjórnunarverkefni, svo sem mótordrif og lokastýringu. Á sama tíma getur það sjálfkrafa stillt stjórnbreytur á grundvelli safnaðra gagna til að ná aðlögunarstýringu.
Endurgjöf til hýsingartölvu: Sviðsstýringin sendir unnin gögn til hýsiltölvunnar í gegnum sérstakar samskiptareglur og viðmót, sem gerir hýsingartölvunni kleift að fylgjast með og stjórna öllu kerfinu. Á sama tíma getur vettvangsstýringin sent stöðu- eða viðvörunarupplýsingar til hýsiltölvunnar, sem gerir hýsingartölvunni kleift að skilja rekstrarstöðu-búnaðar á staðnum án tafar.
III. Aðgerðir og notkun svæðisstjóra við gagnaöflun og vinnslu
Innleiðing gagnaöflunaraðgerða
Neðri-tölvan notar innbyggða-ADC (analog-to-digital converter) eða aðrar tengirásir til að umbreyta hliðstæðum merkjum sem skynjarar safna í stafræn merki. Það getur einnig magnað og síað þessi merki byggt á gerð skynjara og mælisviði til að auka nákvæmni og áreiðanleika gagna. Að auki er hægt að stilla tölvuna á lægri-stigi með mismunandi sýnatökutíðni og upplausn til að uppfylla kröfur ýmissa forritaaðstæðna.
Á sviði iðnaðar sjálfvirkni getur vettvangstækið safnað stöðuupplýsingum frá ýmsum framleiðslutækjum, svo sem hitastigi, þrýstingi, flæðihraða og hraða. Þessi gögn eru mikilvæg til að skilja rekstrarskilyrði búnaðar, spá fyrir um bilanir í búnaði og hagræða framleiðsluferlum.
Innleiðing gagnavinnsluaðgerða
Eftir að gagnasöfnun hefur verið safnað verður stjórnandi á vettvangi að framkvæma röð vinnsluaðgerða. Í fyrsta lagi verður það að sannreyna og leiðrétta gögnin til að tryggja nákvæmni þeirra og áreiðanleika. Í öðru lagi getur það reiknað út og greint gögnin byggð á forstilltum reikniritum til að draga út gagnlegar upplýsingar. Til dæmis, í hitastýringarkerfi, getur tölvan á lægri-stiginu reiknað út hitunar- eða kæliaflið byggt á söfnuðum hitaupplýsingum til að ná sjálfvirkri hitastýringu.
Að auki getur tölvan á lægri-stigi sjálfkrafa stillt stýribreytur á grundvelli safnaðra gagna til að innleiða aðlögunarstýringu. Til dæmis, í vélfærastýringarkerfi, getur tölvan á lægri-stigi sjálfkrafa stillt hreyfihraða og tog út frá breytum eins og hreyfiferil vélmennisins og hraða til að tryggja stöðugan gang.
Framkvæmd endurgjöf til gestgjafatölvunnar
Vettvangstækið sendir unnin gögn til hýsingartölvunnar með sérstökum samskiptareglum og viðmótum. Algengar samskiptareglur eru RS232, RS485 og Ethernet, en tengi geta verið raðtengi, USB tengi eða Ethernet tengi. Með þessum samskiptaaðferðum getur vettvangstækið sent rauntímagögn, stöðuupplýsingar og viðvörunarskilaboð til hýsingartölvunnar, sem gerir hýsiltölvunni kleift að fylgjast með og stjórna öllu kerfinu.
Á sama tíma getur neðri-tölvan sent stöðu- eða viðvörunarupplýsingar fyrirbyggjandi til efri-tölvunnar. Til dæmis, þegar skynjari bilar eða notkunarstaða tækis fer yfir forstillt mörk, getur tölvan á neðri-stiginu strax sent viðvörun til efri-tölvunnar, sem gerir þeirri síðarnefndu kleift að grípa til aðgerða til úrbóta í tíma.
IV. Umsóknartilvik vettvangstækja í iðnaðar sjálfvirkni
Tökum sjálfvirka framleiðslulínu ákveðinnar bílaverksmiðju sem dæmi. Þessi framleiðslulína er búin miklum fjölda tækjabúnaðar sem notaður er til að safna og vinna úr stöðuupplýsingum frá ýmsum framleiðslutækjum í rauntíma. Þessi vettvangstæki tengjast hýsingartölvunni í gegnum Ethernet tengi og senda söfnuð gögn í rauntíma til að fylgjast með og stjórna. Á sama tíma framkvæma vettvangstækin samsvarandi stjórnunarverkefni byggð á leiðbeiningum frá hýsingartölvunni, svo sem mótordrifum og ventustýringu.
Í þessu tilviki gera vettvangstækin ekki aðeins kleift að-rauntíma söfnun og vinnslu stöðuupplýsinga framleiðslubúnaðar heldur auðvelda miðlægt eftirlit og stjórnun á allri framleiðslulínunni með samskiptum við gestgjafatölvuna. Þetta eykur verulega sjálfvirknistig og framleiðslu skilvirkni framleiðslulínunnar á sama tíma og framleiðslukostnaður og bilanatíðni minnkar.
V. Niðurstaða
Í stuttu máli gegnir PLC mikilvægu hlutverki í gagnaöflun og vinnslu. Það gerir ekki aðeins kleift að-rauntíma öflun og úrvinnslu stöðugagna á sviði búnaðar heldur auðveldar það einnig miðlægt eftirlit og stjórnun á öllu kerfinu með samskiptum við gestgjafatölvuna. Með stöðugri þróun og framförum iðnaðar sjálfvirkni tækni mun beiting PLCs á sviði iðnaðar sjálfvirkni verða sífellt útbreiddari og virkni þeirra og afköst munu halda áfram að auka og betrumbæta.