Factory I/O: Өнеркәсіптік автоматтандыруды оқытуға арналған заманауи PLC симуляция құралы

Виртуалды зауыттар PLC оқытуын өзгертуде

Білікті PLC бағдарламалаушылары мен автоматтандыру техниктерінің жаһандық тапшылығы өндірушілерге, жүйе интеграторларына және техникалық оқу орындарына қысым жасауды жалғастыруда. Сонымен қатар заманауи өндіріс орындары цифрлық автоматтандыруға, бөлінген басқаруға және ақылды өндіріс стратегияларына барған сайын тәуелді болып келеді.

Алайда көптеген оқу орталықтары үшін толық жабдықталған PLC зертханасын құру қымбат әрі ауқымын кеңейту қиын. Жабдық сатып алу, қауіпсіздік талаптары, техникалық қызмет көрсету шығындары және өнеркәсіптік жабдыққа қолжетімділіктің шектеулі болуы практикалық оқуды жиі баяулатады. Factory I/O өнеркәсіптік процестер симуляциясын виртуалды 3D ортасына енгізу арқылы осы мәселені шешуге тырысады.

Толығымен физикалық конвейерлерге, қозғалтқыштарға, сенсорлар мен жетектерге сүйенудің орнына, білім алушылар шынайы өнеркәсіптік жұмыс процесін сақтай отырып, өнеркәсіптік автоматтандыру логикасын тікелей компьютерде құрып, сынай алады.

1-сурет. Factory I/O PLC оқытуы мен өнеркәсіптік автоматтандыру біліміне арналған шынайы өндірістік желі симуляциясы ортасын ұсынады.

Заманауи автоматтандыру білімінде симуляция неге маңызды

Өнеркәсіптік автоматтандыруды оқыту дәстүрлі түрде физикалық PLC шкафтарына, енгізу/шығару модульдеріне, HMI жүйелеріне, жетектерге және өнеркәсіптік желілерге қолжетімділікке тәуелді. Бұл тәсіл әлі де құнды болғанымен, ауқымды оқыту орталарын қажет ететін мектептер мен компаниялар үшін кедергілер туғызады.

Factory I/O өнеркәсіптік визуализацияны нақты PLC байланысымен біріктіретін практикалық балама ұсынады. Пайдаланушылар баспалдақты логиканы әзірлеп, цифрлық кірістер мен шығыстарды бақылап, қымбат жабдыққа зақым келтіру қаупінсіз автоматтандыру реттіліктерін тексере алады.

Бұл тәсіл өндірушілер цифрлық трансформация мен қашықтан инженерлік жұмыс тәжірибесін жеделдетіп жатқандықтан барған сайын маңызды бола түсті. Қазір көптеген инженерлік топтар жабдықты нысанда іске қоспас бұрын процесс логикасын виртуалды түрде тексереді.

Негізгі автоматтандыру платформаларын меңгеріп жүрген білім алушылар үшін виртуалды жобалар өндірістік кәсіпорындарда кеңінен қолданылатын Siemens SIMATIC S7 немесе Allen-Bradley ControlLogix архитектуралары сияқты жүйелермен практикалық жұмысты да толықтыра алады.

Factory I/O ортасының ішінде

Өнеркәсіптік компоненттермен көріністер құру

Factory I/O пайдаланушыларға өнеркәсіптік нысандарды сүйреп апару арқылы зауыт көріністерін жасауға мүмкіндік береді. Конвейерлерді, фотоэлектрлік сенсорларды, батырмаларды, пневматикалық жетектерді, сигнал шамдарын және роботтық жүйелерді функционалды автоматтандыру процестеріне біріктіруге болады.

Бағдарламалық жасақтама күрделілігі біртіндеп артатын дайын оқу көріністерін қамтиды. Жаңадан бастаушылар қозғалтқышты басқарудың қарапайым жаттығуларынан бастай алады, ал тәжірибелі пайдаланушылар автоматтандырылған қоймаларды, іріктеп орналастыру жүйелерін немесе процесті басқару қолданбаларын құра алады.

2-сурет. Алдын ала конфигурацияланған көріністер білім алушыларға негізгі PLC логикасынан өнеркәсіптік автоматтандырудың күрделірек жұмыс процестеріне біртіндеп өтуге көмектеседі.

Статикалық оқу бағдарламалық жасақтамасынан айырмашылығы, Factory I/O нақты өндірістік жүйелерге көбірек ұқсайтын қозғалысты, уақытты, реттілікті және жұмыс барысындағы кері байланысты ұсынады.

Арнайы автоматтандыру жобаларын жасау

Бағдарламалық жасақтаманың ең мықты мүмкіндіктерінің бірі — көріністерді теңшеу. Пайдаланушылар алдын ала анықталған мысалдармен шектелмей, жаңа өнеркәсіптік жоспарларды толығымен нөлден жобалай алады.

Бұл икемділік платформаны қолданбаларға бейімделген жаттығулар қажет техникалық мектептер, автоматтандыру интеграторлары және OEM оқыту бөлімдері үшін пайдалы етеді. Инженерлер өндірістегі тар орындарды модельдей алады, машина логикасындағы ақауларды жоя алады немесе нысанда іске қоспас бұрын реттілік операцияларын тексере алады.

3-сурет. Инженерлер конфигурацияланатын виртуалды зауыт ортасында арнайы конвейер жүйелері мен автоматтандыру жұмыс процестерін құрастыра алады.

Виртуалды жүйелерді нақты PLC платформаларына қосу

Factory I/O өнеркәсіптік басқару платформаларына қосылған кезде әлдеқайда қуатты болады. Бағдарламалық жасақтама бүкіл әлемдегі өндіріс орындарында қолданылатын бірнеше байланыс драйвері мен өнеркәсіптік хаттаманы қолдайды.

Инженерлер модельдеу ортасын виртуалды PLC құрылғыларымен, физикалық контроллерлермен, OPC серверлерімен және өнеркәсіптік байланыс бағдарламалық жасақтамасымен біріктіре алады. Бұл виртуалды зауыттан алынған тікелей кері байланыс арқылы нақты релейлік логиканы тексеруге мүмкіндік береді.

Негізгі PLC экожүйелерін қолдау

Платформа Siemens, Allen-Bradley және Mitsubishi Electric платформаларын қоса алғанда, негізгі өнеркәсіптік автоматтандыру экожүйелерімен байланысты қолдайды.

Siemens пайдаланушылары шынайы PLC модельдеу үшін Factory I/O жүйесін TIA Portal және S7-PLCSIM бағдарламаларымен жиі біріктіреді. Allen-Bradley жүйелері Studio 5000 орталарындағы EtherNet/IP конфигурациялары арқылы байланыса алады.

Mitsubishi Electric жүйелері MX OPC Server интеграциясы арқылы OPC DA немесе OPC UA байланысына жиі сүйенеді. Бұл архитектура заманауи зауыттарда қолданылатын көптеген нақты өнеркәсіптік байланыс шешімдеріне ұқсайды.

4-сурет. Factory I/O PLC жабдығымен және виртуалды басқару жүйелерімен біріктіруге арналған бірнеше өнеркәсіптік байланыс драйверін қолдайды.

Factory I/O өнеркәсіптік қолданбаларда қайда қолданылады

Білім беруден бөлек, Factory I/O виртуалды іске қосу мен цифрлық инженерияның жұмыс үдерістеріне деген өсіп келе жатқан сұранысқа барған сайын сай келіп келеді. Өндірушілер іске қосу кезіндегі кідірістерді азайтуды, іске қосу уақытын қысқартуды және бағдарламалау қателерін енгізу алдында анықтауды қалайды.

Қазір модельдеу бағдарламалық жасақтамасы автомобиль құрастыру, орау жүйелері, қойма логистикасы, материалдарды өңдеу және үдерістік өндірісті қоса алғанда, бірнеше өнеркәсіп саласын қолдайды.

Оқыту бөлімдері Factory I/O бағдарламасын техникалық қызмет көрсету қызметкерлері, операторлар және басқару жүйелері инженерлеріне арналған стандартталған жаттығуларды белсенді өндірістік жабдықтың жұмысын тоқтатпай әзірлеу үшін де пайдалана алады.

Өнеркәсіптік оқытуға арналған кең таралған жобалар

Әдеттегі оқу жобаларына мыналар жатады:

• Автоматтандырылған конвейер реттіліктері
• Лифт және автотұрақ жүйелері
• Роботтардың іріктеп алып, орналастыру операциялары
• Штрихкодтарды сұрыптау қолданбалары
• Қойма автоматтандыруының модельдеулері
• Пневматикалық атқарушы механизмдерді басқару жүйелері

Бұл жаттығулар білім алушыларға цифрлық I/O картасын жасауды, реттілікті басқаруды, таймерлерді, есептегіштерді, қауіпсіздік логикасын және өнеркәсіптік байланыс диагностикасын түсінуге көмектеседі.

Виртуалды автоматтандыру бойынша оқытудың шектеулері

Артықшылықтарына қарамастан, модельдеу нақты өнеркәсіптік жабдықпен жұмыс істеу тәжірибесін толық алмастыра алмайды. Білім алушыларға сымдарды жүргізу әдістері, электр ақауларын жою, fieldbus орнату және басқару шкафтарының жобалануы бойынша практикалық тәжірибе әлі де қажет.

Модельдеулер есептеу ресурстарын көп қажет ететін деңгейге жеткенде тағы бір шектеу байқалады. Үлкен виртуалды орталар компьютердің өнімділігі мен графикалық мүмкіндіктеріне байланысты кідіріс тудыруы мүмкін.

Сондай-ақ оқу орындары аудиториялар немесе корпоративтік оқу орталықтары үшін бірнеше лицензия енгізген кезде лицензия құны да ескерілуі мүмкін.

Дегенмен бұл шектеулерді модельдеу платформалары ұсынатын икемділік, қауіпсіздік және қолжетімділік қасиеттері көбіне өтейді.

Өнеркәсіптік оқыту аралас оқытуға бет бұруда

Автоматтандыру бойынша оқытудың болашағы физикалық PLC жабдықтарын цифрлық модельдеу орталарымен біріктіруі ықтимал. Виртуалды жүйелер оқуды жеделдетеді, инфрақұрылым шығындарын азайтады және инженерлерге өндірістік тәуекелсіз тәжірибе жасауға мүмкіндік береді.

Өнеркәсіп нысандары цифрлық егіздерді, виртуалды іске қосуды және қашықтан диагностикалауды енгізіп жатқандықтан, Factory I/O сияқты құралдар жай ғана оқу бағдарламасы болудан қалды. Олар автоматтандыру саласындағы мамандардың жаңа буынына арналған іргелі инженерлік платформаларға айналып келеді.

Практикалық тұрғыдан алғанда, модельдеу енді көптеген инженерлік топтар үшін міндетті емес нәрсе емес. Ол автоматтандыруды әзірлеу, ақауларды жою және қызметкерлерді оқытуға арналған стандартты жұмыс үдерісінің бір бөлігіне айналып келеді.

Автор: Дэниел Мерсер — PLC архитектурасы, цифрлық іске қосу және өнеркәсіптік басқару интеграциясы тақырыптарын 14 жыл бойы жазып келе жатқан аға өнеркәсіптік жүйелер тілшісі. Ол өндіріс және энергетика нысандарында Siemens, Emerson, Beckhoff Automation және Rockwell Automation жүйелері қолданылған автоматтандыруды жаңғырту жобаларына қолдау көрсетті.