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泓格 工厂自动化应用- 设备机群状态监控

  • 关键词:设备联网 设备机群状态监控
  • 摘要:设备联网的架构,是在物联网的基础下,被提出与应用。简单来说,设备联网定义为:各种设备之间可通过各种通讯手段连上因特网,使其能在某一特定情境下,进行互相联结,进而达到自动化、智能化监控的目的。

设备联网的架构,是在物联网的基础下,被提出与应用。简单来说,设备联网定义为:各种设备之间可通过各种通讯手段连上因特网,使其能在某一特定情境下,进行互相联结,进而达到自动化、智能化监控的目的。


在制造工业环境中,生产、制造、加工、半导体等行业为了了解设备机台的运行状态,均会采用三色灯、蜂鸣器做为机台状态的指示,一旦机台发生状况或者警报,现场人员得以藉由灯号状态了解设备状态,进而追踪或者维修。


但工厂为了因应产量的需求,机台产线不断地扩张,机群不断的增加,现场人力需求随之提高,且现场人员因需奔波厂区,效率随着产线的扩张而降低。渐渐的,人力监管已逐渐无法满足用户的需求,制造业者希望能采用自动化的方式,由数字监控的方式采集设备数据,并具有集中管理的功能。因此设备机台状态采集,早已由现场人员的监看演变为工厂自动化的领域,利用自动化的采集手段提供设备联网的功能,进行所有生产机台的状态监控。




上图为泓格科技提供的最基本的设备联网方案,主要为串行设备的联网,这是最基本也是最有效的方式,工厂监控中心通过串行设备联网服务器(DeviceService) 连接各种串行设备。以远程I/O 模块(RemoteI/O) 为例,I/O 模块针对机台的数字或模拟信号进行采集,通过RS-485, RS-232 等连接,可将状态传递回控制中心。


台湾某知名面板厂,在海外新建的厂房就采用类似串行联网的架构进行整厂设备的监控。




图中uPAC-7186 为泓格科技微型控制器。在这个架构中,扮演收集串行数据同时可接受上位监控主机调用串行I/O 模块的数据。图中为单一厂区的串行设备布局,当多个厂区或者产线要集中整合管理的时候,便可通过Ethernet 端的网络交换机(Switch) 来进行,如下图所示。




在有一些既有的厂房中,现场的布线遭遇了一些困难。因为他们没有办法像新厂建造时便将串行通讯的线材预先拉好,机台设备进驻后或运转一段时间后,才想要增加设备联网的功能,这时现场凌乱、施工成本或者因为施工需要进行停机等,这些问题都增加后续扩充的困难度。


泓格科技利用短程无线通信的方式,解决了工厂拉线的问题。下图架构为CNC 设备采用泓格Zigbee 模块所建置的设备联网案例。




与有线的设备联网类似,ZT-2052 为支持Zigbee通讯的DI 模块,针对一台CNC 设备可以收集8 点数字量状态,以此案例来说,最后扩充至100 多套左右。利用设备联网的架构,除了可以在监控中心了解现场机群运转状况外,亦可将此信息做异地的同步显示。




上图为国内某知名轮圈厂所采用的架构,利用PLC 通过Zigbee 网络将现场数据做收集并显示在厂区的数字广告牌上。同时,办公室与备料区能同步显示信息,如此一来厂区值班人员、备料区人员以及办公室的主管皆可以了解工厂运作的状态,做及时的控管与处置。举例来说,备料区随时可以了解厂区运转状态与进度,进而安排料件的准备。


设备联网的架构能有效解决数据传递的问题,可将现场的设备状态传递到不同的厂区、不同的单位,但前面叙述还缺少了一个很重要的环节。


上述的架构中,所有的信息均会回到监控中心,而监控中心必须有能力把所有的信息作适当的显示、播放、储存等。因此图形监控软件(SCADA) 简称图控软件,在这里就扮演很重要的角色。


泓格科技代理的图控软件InduSoft 是一套图形化可视化的软件包,适用于开发可视化的系统接口。也就是说工厂建置自动化设备联网的时候,也同时需要规划中央监控的软件接口,如此一来现场的设备信息就能通过监控中心的主机做图形化的显示,因而办公室人员得以藉由InduSoft 所开发出来的SCADA 接口清楚的了解现场的状态。




SCADA 软件具有快速开发、丰富的图形接口、支持各种通讯、控制逻辑撰写、数据库存取的特点。因此利用图控软件,搭配设备联网的手段,便可轻易的完成整个厂区的自动化监控。


在制造、加工的领域中,设备联网已经不是一个陌生的议题,为了有效的了解设备端的运作、妥善的配置人力、适时的安排维修进料等,无论传统产业还是科技产业纷纷投入资源进行自动化管理的工作。本文所叙述的几个案例呈现了传统串行式联网、短程无线联网,特别是简单的呈现泓格产品于设备联网中的应用,希望能作为各行业自动化发展的参考。

发布时间:2017年1月9日 13:10  人气:   审核编辑(李晨晖)
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