hiendaihoa.com

banner ni

Giải pháp tích hợp hệ thống điều khiển sản xuất

Email In PDF.

Ngày nay, cùng với sự hội nhập mạnh mẽ của nền kinh tế đất nước, nhu cầu về xây dựng một hệ thống điều khiển và sản xuất trong các nhà máy tại Việt Nam ngày càng tăng nhằm nâng cao hiệu suất, chất lượng và giảm giá thành sản phẩm.

giaiphaptichhop-140806

Vấn đề cốt lõi của việc tích hợp hệ thống điều khiển là lựa chọn giải pháp truyền thông để thực hiện việc truyền thông tin giữa các thiết bị với nhau như là PLC, máy công cụ CNC, robot và các bộ điều khiển khác nhằm nâng cao hiệu suất và độ tin cậy trong việc phối hợp hoạt động giữa các quá trình, quản lý nguyên vật liệu và các hoạt động khác. Nó đồng thời cung cấp các giao diện để tích hợp hệ thống điều khiển với cấp điều khiển giám sát và hệ thống quản lý thông tin MIS. Trong các công cụ tích hợp hệ thống điều khiển, đầu tiên phải kể đến là MAP (Manufacturing Automation Protocol), tiếp đến là công nghệ BUS trường, chuẩn Ethernet, OPC (tự động quá trình điều khiển; kiểm tra) và Factory Window (công nghệ tích hợp cho các hệ thống sản xuất linh hoạt).

MAP là một chuẩn truyền thông mở do hãng General Motors (GM) của Mỹ khởi xướng vào năm 1980. Mục tiêu của MAP là định nghĩa một chuẩn truyền thông cho phép tất cả các nhà cung cấp hệ thống điều khiển có thể kết hợp với nhau. MAP đã định nghĩa tất cả các vấn đề liên quan đến truyền thông bao gồm các chuẩn vật lý, chuẩn điện, các giao thức truyền thông mạng. Định dạng dữ liệu và cú pháp. Hệ thống này bắt đầu xuất hiện trên thị trường vào năm 1984 và đã có một số nhà máy sản xuất ô tô. Dù mục tiêu là cung cấp một giao diện truyền thông chuẩn, đơn giản nhưng MAP đã thất bại trong việc phổ biến rộng rãi. Nó quá phức tạp, chi phí quá cao và điều quan trọng là nó đã không nhận được sự ủng hộ của các nhà cung cấp khác. Nguyên nhân ở đây là không có cách nào để tích hợp các thiết bị tuân theo chuẩn MAP và các thiết bị không theo chuẩn MAP.

giaiphaptichhop-1408061

 

Gần đây một số chuẩn công nghệ BUS trường đã được phát triển và áp dụng rộng rãi. Tất cả chúng đều là mạng truyền thông tốc độ cao và được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng trong hệ thống điều khiển và truyền thông điểm - điểm ở cấp độ điều khiển. Một vài mạng truyền thông đã được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng cụ thể như hệ thống an toàn hoạt động trong môi trường khắc nghiệt hay các hệ có dự phòng. Dù vẫn nhiều chuẩn khác trong việc tích hợp khi sử dụng nhiều chuẩn khác nhau trên thiết bị ở cùng một khu vực, nhưng giải pháp bus trường đã nhận được sự ủng hộ của rất nhiều các nhà cung cấp hệ thống điều khiển, do vậy nó có cơ hội tốt hơn trong việc phổ biến và đưa vào ứng dụng.

Lợi ích từ việc áp dụng chuẩn Ethernet là rất lớn đặc biệt trong các lĩnh vực dựa trên các mạng thông tin truyền thông, bao gồm chi phí thấp, độ tin cậy cao, dễ dạng cấu hình và quản lý, dễ dàng kết nối với mạng Internet của nhà máy. Tốc độ truyền dữ liệu theo công nghệ BUS trường của sản phẩm H2 Foundation Fieldbus là 2,5 Mb/s, của ControlNet là 5 Mb/s và cao nhất là Profibus cũng chỉ đạt tối đa 10 Mb/s. Trong khi đó tốc độ tối thiểu theo chuẩn Ethernet đã là 10 Mb/s, và với tốc độ 100 Mb/s, Fast Ethernet sẽ nhanh chóng trở thành một chuẩn truyền thông phổ biến. Tuy nhiên, Ethernet không quy định kiểu định dạng và biên dịch của dữ liệu được truyền. Do vậy thông thường nếu chỉ kết nối trong cùng mạng Ethernet các thiết bị của các hãng khác nhau sẽ không giao tiếp được với nhau. Tuy nhiên khả năng dễ dàng giao tiếp với nhiều thiết bị và quản lý đường truyền giữa hệ điều khiển và máy tính của Ethernet cho phép tích hợp hệ thống điều khiển với hệ thống giám sát - quản lý thông tin của nhà máy một cách thuận tiện.

Giải pháp OPC được phát triển kể từ năm 1995 để thực hiện việc tích hợp các thiết bị trong hệ thống điều khiển với hệ thống ở cấp cao hơn. Mục tiêu của OPC là định nghĩa một chuẩn giao diện truyền thông mở, linh hoạt cho các thiết bị trong hệ điều khiển. Dựa trên công nghệ của Microsoft, OPC bao gồm một bộ chuẩn các giao diện, thuộc tính và phương thức cho các ứng dụng trong điều khiển quá trình và trong tự động hoá quá trình sản xuất. Ưu việt của nó là trong hệ thống chỉ sử dụng một giao diện duy nhất để truy xuất dữ liệu từ bất cứ thiết bị nào. Trước đây mỗi giao diện và ứng dụng chỉ có thể áp dụng trên các sản phẩm của từng nhà cung cấp riêng rẽ. OPC nhận dạng dữ liệu từ bất cứ một hệ điều khiển nào bằng cùng một cách thức. Do vậy bất cứ một ứng dụng nào chạy trên OPC Client đều có thể kết nội được với một máy chủ chạy OPC của bất cứ nhà cung cấp nào bằng cùng một cách và nhận được sự đáp ứng tương tự từ máy chủ. Trong khi Ethernet chuẩn hoá kênh truyền thông giữa các thiết bị thì OPC chuẩn hoá giao diện được sử dụng trên từng thiết bị đó.

Hiện nay máy chủ OPC hỗ trợ các phần mềm chạy trên hệ điều hành của Microsoft vì các hệ điều hành này cung cấp giao diện OPC cho các ứng dụng và có thể kết nối với các thiết bị điều khiển. Hạn chế rất rõ ràng của OPC là không hỗ trợ các hệ thống không chạy trên nền Microsoft ở cấp độ quản lý.

Factory Window do công ty CSE Technology phát triển. Nó là một công cụ truyền thông dựa trên việc phát triển các gói phần mềm, cho phép một số lượng lớn các thiết bị trong nhà máy truyền thông với nhau và với các phần mềm ứng dụng chạy trên các máy chủ. Các thiết bị này bao gồm máy CNC, robot, PLC và các bộ điều khiển thông minh khác.

Factory Window sử dụng gói phần mềm có tên là Driver để truyền thông với từng hệ thống điều khiển trên chính giao thức của nó. Driver sẽ chuyển đổi các thông điệp nhận được từ giao thức của hệ thống điều khiển thành một giao thức chung dựa trên chuẩn MMS. Điều này cho phép Factory Window hỗ trợ truyền thông giữa các ứng dụng chạy trên cùng một máy tính hoặc trên nhiều máy tính khác nhau trong một mạng TCP/IP. Factory Window có khả năng chạy trên các máy tính, máy trạm và máy chủ, cho phép các hệ thống tương thích với nhau có thể tích hợp thành một hệ thống thống nhất.

Hiện có nhiều công nghệ tích hợp hệ thống điều khiển đang thịnh hành, có xu hướng phát triển tốt. Để hiểu biết về điều khiển hệ thống cần có một nền tảng kiến thức về công nghệ thông tin ngày càng chuyên sâu hơn. Để việc tích hợp hệ thống được thành công cần có sự kết hợp chặt chẽ giữa các kỹ sư tự động hoá, kỹ sư công nghệ thông tin vì nếu tách biệt ra cả hai đều sẽ không thể có được sự hiểu biết đầy đủ về lĩnh vực của nhau. Trong khi đó sự hợp tác này lại là yếu tố cốt lõi dẫn đến sự thành công trong tích hợp hệ thống.


Tin mới hơn:
Tin cũ hơn: