編者語(yǔ):一個(gè)基于小型控制的自動(dòng)化系統(tǒng),應(yīng)該能結(jié)合其所使用的輸入輸出模塊、操作儀器設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)元器件,以此構(gòu)成一個(gè)經(jīng)濟(jì)的自動(dòng)化解決方案。在這方面,有大量適用于各種專(zhuān)業(yè)技術(shù)規(guī)范的模塊化零部件可供使用。
提及控制系統(tǒng)的性能,尤其是小型控制系統(tǒng)的性能,這不僅僅是根據(jù)其每微秒處理的指令數(shù)量來(lái)進(jìn)行評(píng)判。如今,不受限制的通信能力、與IT技術(shù)領(lǐng)域中常用通信技術(shù)協(xié)議的兼容性等,也都是評(píng)判控制系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。對(duì)于用戶(hù)來(lái)講,利用以太網(wǎng)和TCP/IP或者UDP通信技術(shù)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換已經(jīng)成為理所當(dāng)然的事情,小型控制系統(tǒng)也理所當(dāng)然地要具有發(fā)送電子郵件的功能,能在網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)配置,并支持網(wǎng)絡(luò)集中控制管理的功能。
根據(jù)需求擴(kuò)展輸入輸出模塊
不僅如此,系統(tǒng)還應(yīng)具有集中管理加工程序、數(shù)據(jù)和工藝方案的能力。常常要把機(jī)床中的數(shù)據(jù)直接輸送到一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,或者發(fā)送給上一級(jí)的主控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)。若時(shí)間數(shù)據(jù)是具有可追溯性的重要跟蹤要素,則系統(tǒng)會(huì)要求其始終具有時(shí)間同步機(jī)制。后,那些無(wú)法通過(guò)電話(huà)線與數(shù)據(jù)線連接到網(wǎng)絡(luò)中的功能,都可通過(guò)移動(dòng)通信工具進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
ILC 1xx小型控制系統(tǒng)適合于初涉自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的用戶(hù)使用。由于其費(fèi)用結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),此種100系列的控制系統(tǒng)非常適合中小型機(jī)床的自動(dòng)化。該系統(tǒng)有著中小型機(jī)床自動(dòng)化所需的使用元器件和功能,系統(tǒng)的各個(gè)元器件性能相互匹配,必要時(shí)還能方便地進(jìn)行擴(kuò)展(圖1)。
這一解決方案的核心部件是Inline Controller(在線控制器)。通過(guò)安全防護(hù)等級(jí)達(dá)IP20輸入輸出模塊在線安裝的順序排列,小型控制系統(tǒng)也可以不斷進(jìn)行擴(kuò)展,為機(jī)床控制安裝所需的所有傳感器和信號(hào)發(fā)射器。其“以插代線”的連接方式使控制系統(tǒng)的組建更加簡(jiǎn)單,并縮短了系統(tǒng)安裝工時(shí)。借助于門(mén)類(lèi)詳細(xì)的模塊化結(jié)構(gòu)方案,由于構(gòu)建系統(tǒng)的模塊都是機(jī)床控制功能實(shí)際所需的模塊,所以,構(gòu)建的自動(dòng)化解決方案更加經(jīng)濟(jì)。
免費(fèi)使用的軟件環(huán)境
在加工機(jī)床自動(dòng)化控制功能的范圍內(nèi),需要針對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)定位數(shù)據(jù)、原材料長(zhǎng)度數(shù)據(jù)、工作時(shí)的溫度數(shù)據(jù)和加工的工件數(shù)量等進(jìn)行采集和匯總。除此之外,系統(tǒng)還應(yīng)能夠調(diào)閱有關(guān)機(jī)床產(chǎn)出量、液位、油位或重量等數(shù)據(jù)。為此,100系列的控制系統(tǒng)還配備了相應(yīng)的在線檢測(cè)模塊。通過(guò)免費(fèi)提供給用戶(hù)使用的程序包和驅(qū)動(dòng)程序,能夠把所有在線檢測(cè)模塊都納入到小型控制系統(tǒng)之中。
無(wú)論是基本型的變型形式、標(biāo)準(zhǔn)的SPS可編程序控制器、帶有控制存儲(chǔ)器或者附帶有以太網(wǎng)接口的控制系統(tǒng),ILC 1xx系列的小型控制系統(tǒng)的運(yùn)算速度都為每90μs執(zhí)行1000指令(Bit數(shù)據(jù)類(lèi)型)。每個(gè)儀器設(shè)備都有1個(gè)Interbus現(xiàn)場(chǎng)總線接口和至少1個(gè)以太網(wǎng)接口。另外,這些儀器設(shè)備都有192~512kB的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、可存儲(chǔ)8kB剩余儲(chǔ)存區(qū)、8個(gè)直接輸入和4個(gè)直接輸出的端點(diǎn),這些輸入輸出端點(diǎn)可控制到2048個(gè)。
編程軟件的設(shè)計(jì)也考慮到了初涉自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域用戶(hù)的實(shí)際情況。PC Worx Express是一款降低了編程復(fù)雜性且免費(fèi)使用的共享軟件。專(zhuān)門(mén)為初學(xué)者設(shè)計(jì)優(yōu)化了的編程操作,使控制程序的編程更加直觀,允許用戶(hù)用KOP/LD梯形圖和ST結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言等編程工具編制控制程序。另外,該軟件系統(tǒng)還具有故障診斷功能,有德語(yǔ)、英語(yǔ)兩種顯示語(yǔ)言可供用戶(hù)使用。
基于網(wǎng)絡(luò)的解決方案
如今,行業(yè)中已經(jīng)沒(méi)有不帶操作接口的機(jī)床了。為了使接口電路板的價(jià)格不至于太高,100系列控制系統(tǒng)采用了基于網(wǎng)絡(luò)的解決方案。為此,每一套小型控制系統(tǒng)都帶有1個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,從而可以使用戶(hù)利用Webvisit軟件建立可視化的、嵌入到控制系統(tǒng)中的網(wǎng)頁(yè)(圖2)。帶有觸摸屏的工業(yè)計(jì)算機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器瀏覽機(jī)床操作的網(wǎng)頁(yè),并簡(jiǎn)單方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程。從而,小型控制系統(tǒng)可以忽略?xún)r(jià)格昂貴的可視化軟件。而控制系統(tǒng)可視化的數(shù)據(jù)是在以太網(wǎng)和顯示器之間進(jìn)行交換的。
除使用者的控制和操作外,ILC 1xx系列在線控制器還承擔(dān)著所有的通信任務(wù),并且把這些任務(wù)當(dāng)作工業(yè)自動(dòng)化以太網(wǎng)中的介質(zhì)來(lái)處理。這樣一來(lái),就有可能在小型控制系統(tǒng)中集成一個(gè)FTP文件傳輸服務(wù)器,能夠靈活地傳輸任意數(shù)據(jù);可按照開(kāi)放TCP/IP協(xié)議或者UDP /IP通信協(xié)議在SPS可編程序控制器與其他以太網(wǎng)設(shè)備間傳輸程序和數(shù)據(jù)。功能模塊允許在ILC 1xx和SQL/mySQL數(shù)據(jù)庫(kù)之間交換數(shù)據(jù)。
利用以太網(wǎng)接口的控制器
控制器能夠利用以太網(wǎng)接口發(fā)送電子郵件,從中央服務(wù)器下載新的應(yīng)用程序,以及實(shí)時(shí)登錄傳輸數(shù)據(jù)。在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理方面,100系列的系統(tǒng)支持SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)。從客戶(hù)端運(yùn)行DHCP-Client協(xié)議,自動(dòng)獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的功能以及讀取已知主機(jī)IP地址的DNS域名解析功能,使得這一小型控制系統(tǒng)更加趨于。
100系列的控制系統(tǒng)告訴我們:自動(dòng)化解決方案并不一定是復(fù)雜且價(jià)格昂貴的系統(tǒng),小型控制系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)中小型機(jī)床的自動(dòng)化(圖3)。