談談自動化系統裡面的通訊系統

B0  2018年 07月25日 11:32


談談自動化系統裡面的通訊系統
在自動化產線的垂直整合中可以看到從上階的管理層到下階的控制層牽涉了大量的資料交換.
●用來計畫的資料: 製造命令, 生產什麼產品, 採取哪些製程, 製程菜單, 工站組態設定
●用來控制的資料: 完成某製造步驟的回報訊息, 完工數量, 所需時間, 報廢數, 品質資料
●記錄過程的資料: 製造過程裡面需要被記錄的資料 (必須留下的追溯資料, 哪個東西被使用了, 機器如何設定了, 哪幾個具體的生產流程被跑過了, 量測得到的數據的特性)
●偵錯維修的資料: 從產線獲得的資料可以用來優化製程, 提昇產能

通常大部份的元件都以軟體控制因此可以用通訊系統把全部整合成一個網路, 達到諸如下列的目的:
●設定各元件以符合製令的需求
●元件的偵錯, 讀出報警與錯誤訊息
●取得自動化元件之外的其他訊息, 如: 狀態監控的資料, 幫助系統達到預防性維修的目的.

特別是馬達驅動器本身就具有高度彈性,可以調整來收集各式的資訊,它們很適合在現場扮演通訊的角色。

傳統上在收集各式元件的資訊時,採用直接配線的手法,優點是即時取得資訊,缺點是當元件一多就需要配很多線。常見的是許多單純的傳感器與致動器都採用平行配線,直接拉到控制I/O的設備。但趨勢是,不再以繁雜的平行配線的方式,而改用一通訊系統將欲傳送的信號改以通訊封包的形式以串列的方式傳送。這樣子要通訊的工作可以大分為兩類:
●製程資料:製造過程中的資料必須連續地傳遞。縱使通訊系統因先天串列方法無法完美比照平行配線那樣即時地傳遞訊息,但通訊系統依然盡力做到接近理想傳遞的目標。因為在大多數的軟體負責的控制系統多採用取樣的方式來達成控制的目的,因此只要傳遞資料快於一個取樣時間以內完成其實就足夠應用了。通常製程資料的傳遞都採用單方向,無須取得接收端的確認(acknolwgement)訊號。
●服務資料:這一類的資料通常以事件導向的基礎來通訊或有需求來才進行通訊。常見的應用為參數的讀取與寫入,起動執行的命令,檔案的傳輸,程式的傳輸。在通訊機制中通常都會在固定通訊週期中預留一段時間給服務資料通訊之用。而這類的資料傳輸都會採取需要接收端回傳確認(acknolwgement)訊號的方式。
這兩個工業通訊的資料, 我用附圖的方式嘗試以日常生活可能遇到的事物來解說, 期待各位讀者可以容易理解。
圖檔
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