Smartlogic

אוטומציה ובקרה

מהי אוטומציה ובקרה?

מאמר זה מספק הגדרה מקצועית למונח אוטומציה ובקרה, מונה רכיבים הנכללים במערכות בקרה ואוטומציה ומציג אספקטים רלוונטיים נוספים לנושא הנידון.

הגדרת המונח פיתוח אוטומציה ובקרה

המונח אוטומציה – Automation מתאר שימוש במכונות, מערכות בקרה וטכנולוגית מידע (Information Technology – IT) כדי להפיק את המרב בתהליכי יצור ואספקת שירותים.

יתרונות וחסרונות

היתרונות העיקריים של אוטומציה הם:

  • הגברת התפוקה או פרודוקטיביות.
  • שיפור האיכות והגדלת יכולת חיזוי האיכות.
  • שיפור אחידות התהליכים והמוצרים.

בד"כ מתקינים ומשתמשים באוטומציה במקרים הבאים:

  • בתהליכי יצור לקיצור זמן המחזור, ושיפור התפוקה, האיכות והאחידות.
  • בתהליכים שמצריכים דרגת דיוק גבוהה.
  • מילוי מקום של עובדים בפעילויות שמצריכות כוח פיזי או פעילות מונוטונית.
  • מילוי מקום של עובדים בתנאי סיכון (כגון סכנת בערה, עבודה בחלל, עבודה תת-מימית וכו').
  • בביצוע פעילויות מעבר ליכולת האנושית מבחינת גודל, משקל, מהירות, כוח סבל וכו'.
  • יתרון כלכלי – אוטומציה יכולה לשפר את כלכלת מיזמים וחברות.
  • שחרור עובדים למילוי תפקידים אחרים.
  • אספקת עבודות ברמה גבוהה יותר בתכנון, פריסה, התקנה, הפעלה ותחזוקה של ציוד אוטומטי.

החסרונות העיקריים של אוטומציה הם:

  • סיכון ו/או פגיעות בבטיחות התהליכים – למערכת אוטומטית רמה מוגבלת של אינטליגנציה, ולכן היא יותר רגישה לביצוע שגיאות.
  • הוצאות פיתוח בלתי צפויות – הוצאות המחקר ופיתוח של אוטומציית תהליך יכולות להיות גדולות יותר מהחסכונות המופקים מהמערכת האוטומטית המושגת.
  • הוצאות התחלתיות גבוהות – אוטומציה של תהליך יצור או מתקן מצריך השקעה התחלתית עצומה בהשוואה למחיר היחידתי של המוצר, למרות שמחיר האוטומציה מתחלק בין מספר רב של מוצרים.

 מגבלות

  • הטכנולוגיה במצבה הנוכחי לא מאפשרת אוטומציה ובקרה של כל הפעילויות הרצויות.
  • כאשר רמת האוטומציה של תהליך הולך גדל, כמות העבודה שנחסכת והשיפור ברמת האיכות פוחתים, ואיתם הכדאיות הכלכלית.

 

הגדרת המונח בקרה אוטומטית

מתייחסת לשימוש בתיאורית הבקרה לוויסות תהליכים או תנאים ללא התערבות ישירה של בן אדם. בצורה הפשוטה ביותר של מעגל בקרה אוטומטי, בקר משווה ערך נמדד בתוך תהליך עם ערך מתוך סדרת ערכים שנקבעה מראש, ומעבד את אות הסטייה שנוצרה כך שהתהליך נשאר במסגרת הערך שנקבע למרות ההפרעות.

רכיבים של מערכת בקרה אוטומטית

מושג עיקרי בבקרה אוטומטית הוא מערכת בקרה אוטומטית, שמספקת בקרה וניטור של סוגים שונים של מערכות רלוונטיות, כגון ייצור, ניהול, וכו'. לדוגמה, אפשר לתכנן מערכת בקרה לשימור גבולות מוגדרים של ערכי טמפרטורה, לחץ ולחות בתוך מתקן ייצור.

מערכת בקרה מורכבת ממגוון רכיבים מבוקרים, ומשוב (feedback) של נתוני בקרה ממכשירי מדידה במעגל סגור (closed loop), שמאפשרים פעולה נכונה של רכיבי המערכת (כגון אלו הרשומים בהמשך) בהתאם לערכים שנקבעו מראש:

  • רגשים (sensors), שמודדים תנאים פיסיקליים, כגון טמפרטורה, לחץ, גובה נוזל, וכו'.
  • בקרים (controllers), שיכולים להיות החל מרכיבים פיסיקליים פשוטים ועד בקרים דיגיטליים מורכבים או מחשבים משובצים (embedded).
  • מפעילים (actuators), שמגיבים למדידות הרגשים ופועלים בהתאם להוראות הבקרים; לדוגמה, בבקרת כניסת אנרגיה, כגון, זרימת גז למבער במערכת חימום, או חשמל למנוע במקרר, או משאבה.
  • תחנת/ות מחשב, שמקושרות לבקרים. המחשבים משמשים להצגת ערכים נמדדים שהתקבלו מהבקרים במסכים של ממשק אדם/מכונה (HMI – Human/Machine Interface), ולשנות ערכים נקבעים (settings), כדי לאפשר ניטור ובקרה עכשוויים (online) של המערכת ע"י המשתמשים.

 רגשים (Sensors)

רגשים, שמודדים תנאים פיסיקליים, כוללים בד"כ אמצעים לשדר את הערכים שהם מודדים ל בקרים המתאימים; במקרה זה הם גם נקראים משדרים (transmitters). הם יכולים לכלול בנוסף מצגות ערכים (indicators) לפיקוח ויזואלי קל ע"י המשתמש.

בקרים (Controllers)

הבקרים הם הרכיבים החשובים ביותר במערכת בקרה אוטומטית. הם יכולים להיות החל מרכיבים פיסיקליים פשוטים ועד בקרים דיגיטליים מורכבים או מחשבים משובצים. הבקרים מנתחים ומעבדים את הערכים הנמדדים ע"י הרגשים ושולטים על המערכת בהתאם, בצירוף עם מחשבים מחוברים לבקרים; המחשבים כוללים תוכנות HMI לניטור ובקרה של המערכת.

דוגמאות של בקרים:

  •  בקרים לוגיים שניתנים לתכנות (PLCs – Programmable Logic Controllers)*
  • בקרים דיגיטליים ישירים (DDCs – Direct Digital Controllers)
  • יחידות קצה רחוקות (RTUs – Remote Terminal Units)

מפעילים (Actuators)

המפעילים מגיבים למדידות הרגשים ופועלים בהתאם להוראות הבקרים. דוגמאות של המפעילים הם: מתגים המגיבים להפרשי לחץ (DPSs – Differential Pressure Switches), מרסני נפח ממונעים (MVDs – Motorized Volume Dampers), מקררים ותנורים חשמליים, וכן משאבות ומפוחים, שמאפשרים כיוונוני טמפרטורה, לחץ, לחות, ותנאים פיסיקליים אחרים, כדי לתחום אותם בהתאם לערכים שנקבעו מראש.

תחנת/ות מחשב

תחנה מחשב אחת או יותר שמקושרות לבקרים מקבלות ערכים נמדדים מהבקרים ומציגים ערכים אלו, וכמו כן מצב פעולת רכיבי המערכת במסכים של ממשק  HMI לניטור עכשווי של המערכת. הערכים הנמדדים ניתנים להשוואה עם ערכים מותרים שנקבעו מראש, ואם הערכים הנמדדים חורגים מהגבולות המותרים, אפשר להציג הודעת אזהרה. ניתן להשתמש בממשק  HMI גם כדי לשנות את הערכים המותרים ולנטר את מצב פעולת רכיבי המערכת כתגובה לשינויים.

* סמארט לוג'יק משתמשת בבניית מערכות אוטומציה ובקרה בבקרים של חברת Siemens  וחברת אלן ברדלי – Allen-Bradley.

סמארטלוג'יק משווקת בין היתר את המוצרים הנ"ל:

6XV1830-0EH10, 6ES7131-4BF00-0AA0, 6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7134-4GD00-0AB0, 6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7138-4CA01-0AA0, 6ES7193-4CC20-0AA0, 6ES7590-1AB60-0AA0, 6ES7511-1AK00-0AB0, 6ES7954-8LP01-0AA0, 6ES7155-6AU00-0BN0, 1746-NO4V, 1769-L16ER-BB1B.

 

אוטומציה ובקרה – Create the Generic PLC Model

אוטומציה ובקרה –  Create the Generic PLC Model

PLC is a digital computer used for automation of elector mechanical processes, such as control of machinery on factory assembly lines.

PLCs are usually programmed using application software (SW) on personal computers (PCs). The PC is connected to the PLC through Ethernet, RS-232, RS-485 or RS-422 cabling. Most PLCs used by smartlogic when designing an automation and control systems are the Siemens PLCs and Allen Bradley‘s.The programming SW allows entry and editing of the ladder-style logic. Generally the SW provides functions for debugging and troubleshooting the PLC software, for example, by highlighting portions of the logic to show current status during operation or via simulation. The SW will upload and download the PLC program, for backup and restoration purposes.

:This is how to create the generic PLC model

Important: Each device included in the project that will be using the alternate configuration must have a STAT_PLC model. If the STAT_PLC model is not selectable from the device configuration screen, it can be added to the CIMPLICITY configuration by editing the IC646TME000.MODEL configuration file located in the BSM_DATA subdirectory of the original CIMPLICITY distribution.

Add the following line to the file using a text editor.

MB_TCPIP|STAT_PLC|35

For existing projects

Important: It is strongly recommended that entries in the .ini file be restricted to devices with a model type of STAT_PLC or Generic PLC.

Refer to the product documentation for instructions for creating the STAT_PLC model.

Create the Generic PLC model to use in a project using the Modbus Ethernet protocol

Click Tools>Command Prompt on the Workbench menu bar.

Type cd master in the Command Prompt window and press Enter.

Type idtpop model and press Enter.

Type notepad model.idt and press Enter.

Add the following lines:

MB_TCPIP|Generic PLC|180

MB_TCPIP|STAT_PLC|35

Save model.idt and close the text editor

Type scpop model at the command prompt and press Enter

Close the Command Prompt window

Perform a configuration update in the project's Workbench

Note: The STAT_PLC model sizing is different from the Generic PLC model if you do one of the following

Define the parameter Use These Domain Sizes to be 0

Do not specify all of the domains.

Here are some examples of the PLCs used by smartlogic: 6XV1830-0EH10, 6ES7131-4BF00-0AA0,6ES7193-4CA40-0AA0,6ES7134-4GD00-0AB0,6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7138-4CA01-0AA0,6ES7193-4CC20-0AA0, 6ES7590-1AB60-0AA0, 6ES7511-1AK00-0AB0, 6ES7954-8LP01-0AA0,6ES7155-6AU00-0BN0

אוטומציה ובקרה – חיבור הציוד לתקשורת SATEC

אוטומציה ובקרה – חיבור הציוד לתקשורת SATEC

 במאמר הבא נסקור את הייחודיות של מד ההספק של SATEC וכיצד ניתן להתחבר באמצעותו לרשתות תקשורת

כל דגמי Powermeter (מד הספק) של  SATEC העכשוויים מצוידים באחד או שני פורטים לתקשורת סריאלית המבודדים באופן אופטי. על כן הם מאפשרים פעילות בסוגים שונים של רשתות תקשורת, כולל אלו עם הפרעות של מתח גבוה ושדות מגנטיים.

פורט תקשורת תומך בממשקים סטנדרטיים מסוג   RS-232 eia, RS-422 או RS-485 (לפי בחירת המשתמש או היצרן), שמאפשר חיבור למחשב,PLC* – Programmable Logic Controller או מודם.

התקשורת פועלת במתכונת אדון-עבד (Master-Slave), כאשר המחשב המארח (host) פועל כאדון והמכשיר הנשלט פועל כעבד, ז"א, המחשב משדר בקשות למכשיר שמגיב למחשב; אבל המכשיר לא משדר מידע למחשב ביוזמתו. המחשב המארח סוקר את המכשיר כדי לקבל נתוני מדידה, או כדי לקרוא או לתכנת את הפרמטרים בקונפיגורציה של ה- Powermeter.

חיבורים מסוג multi-drop

מכשירי SATEC ניתנים לשימוש ברשתות מסוג multi-drop. המכשירים מקושרים לרשת דרך פורטים לתקשורת מסוג RS-422 או RS-485. שני פורטים אלו הם סטנדרטיים לממשקים דיפרנציאלים סריאליים (serial differential interface standards). מכיוון שמשתמשים במד דיפרנציאלי, הרעש ברשת כמעט מושתק.

בסטנדרט RS-422, המכשירים מקושרים לרשת דרך שני זוגות חוטי חשמל, זוג אחד לצורך שידור והשני לקליטה (full duplex).

בסטנדרט RS-485, המכשירים מקושרים לרשת דרך זוג אחד של חוטי חשמל, כאשר הזוג הבודד משמש שידור וגם לקליטה (half duplex), ז"א, המשדר והמקלט של המכשיר מחוברים במקביל (in parallel).

הרשת מחוברת לפורט קישור (מסוג RS-422 או RS-485) של מחשב (או PLC) שמשמש כמארח מקומי (local host), או לפורט קישור מחשבי מסוג RS-232 דרך ממיר . RS-232של SATEC. ממיר זה תומך בעד 32 מכשירים ומספק גילוי נתונים אוטומטי automatic data detection)), ללא צורך ב-RTS  חיצוני. המרחק בין הממיר והמכשיר RS-232 יכול להגיע עד 15 מטר. ניתן לחבר מחשב שמשמש כמארח מקומי לרשת דרך ממיר RSC-232 ושני מודמים. הממיר והמודם הראשון מותקנים ביחד עם המכשירים, והמודם השני עם המחשב.

חיבורי תקשורת

ניתן לחבר עד 32 מכשירים לרשת תקשורת מסוגmulti-drop  RS-422/RS-485, שמורכבת מזוג כבלים עם זוגות חוטי חשמל מפותלים ומוגנים (עבור RS-485: 2 זוגות, אחד פעיל ואחד רזרבי; עבור RS-422: 3 זוגות, 2 פעילים ואחד רזרבי). האורך הכולל של הכבל יכול להגיע עד 1200 מטר.

הכבל מורכב מקטעים בין המכשירים. ציפוי ההגנה (shield) של כל קטע כבל מסוג RS-422/RS-485 חייב להיות מחובר לאדמה באחד מקצותיו בלבד. וודא שהפולריות נכונה כאשר אתה מחבר את הטרמינלים (+) ו- ( ) של כל פורט מסוג RS-422/RS-485.

חוטי החשמל בשימוש חייבים להיות בגדלים ביןAWG  22 ו- AWG 12 (mm2 3.30.3-).

מומלץ להשתמש ברצועת טרמינל בכל חיבור של מכשיר לרשת, כדי לאפשר פירוק קל של מכשיר במידת הצורך.

קונפיגורציות של חיווט

רשת מסוג  multi-dropחייבת קונפיגורציה של נקודה-לנקודה (point-to-point configuration), ז"א, הטרמינלים (+) ו- ( -) של כל מכשיר חייבים להיות מחוברים לטרמינלים המתאימים של המכשיר הבא. מומלץ להשתמש בשיטת חיווט בקו ישר. חייבים להימנע מכל חיבור עם ענף בקו העיקריmain bus) ), כגון שיטות כוכב (star) ו-T  (tee); במקרים אלו יווצרו השתקפויות (reflections) של אותות שעלולות לגרום להתאבכות (interference) ראה איורים 1-4 (1-4Figures ).

כל נקודה סופית בקו העיקריmain bus) ) חייבת להסתיים עם נגד של1/4  ווט (Watt). נגדים אלו מצמצמים את השתקפויות Aעלולים לשבש את אותות הנתונים על הקו. נגדים אלו מחוברים בין הטרמינלים (+) ו- (- ) של המכשירים בכל קצה של הקו העיקרי. (כאשר משתמשים בממיר RSC-232 בחיבור למחשב, הנגד לא ישים מכיוון שהוא כבר מחובר בתוך הממיר). ערך הנגד חייב להתאים לאימפדנס הקווי (line impedance) של הכבל בשימוש, הערך האופייני נע בין 200 ו- 500 אוהם (Ohm).

רשתות תקשורת מסוג single-drop

מכשיר אחד יכול להתחבר למחשב מארח (computer host) אחד או לפורט קישור של מודם RS-232.

החיבור מחייב כבל עם זוגות חוטי חשמל מפותלים ומוגנים (3 זוגות: אחד פעיל, אחד מחודר לאדמה ואחד רזרבי). אורך יכול להגיע עד 15 מטר ניתן להאריך את המרחק הזה תוך שימוש בקצב שידור baud נמוך יותר, כבלים עם ציפוי ההגנה (shielded) או משחזר (repeater).

חוטי החשמל בשימוש חייבים להיות בגודלAWG  24 (mm2 0.5).

פרוטוקולים של תקשורת

כל מכשירי SATEC תומכים לפחות בשני פרוטוקולים: ASCII ו- Modicon Modbus RTU. שניהם פרוטוקולים פתוחים שניתנים לשימוש ע"י תוכנה של מארח ששייך לגוף שלישי  (third-party host-based software) נגישים לכל הנתונים ורגיסטרים של קונפיגורציה (registers configuration) של Powermeter.

מכשירים רבים של SATEC תומכים גם בפרוטוקול DNP3.0.

*סמארט לוג’יק משתמשת בבניית מערכות אוטומציה ובקרה בבקרים של חברת Siemens  וחברת אלן ברדלי – Allen-Bradley

דוגמאות ל- PLCs  בשימוש סמארטלוג’יק:

6XV1830-0EH10, 6ES7131-4BF00-0AA0, 6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7134-4GD00-0AB0, 6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7138-4CA01-0AA0, 6ES7193-4CC20-0AA0, 6ES7590-1AB60-0AA0, 6ES7511-1AK00-0AB0, 6ES7954-8LP01-0AA0, 6ES7155-6AU00-0BN0, 1746-NO4V, 1769-L16ER-BB1B

 

 

אוטומציה ובקרה – העלאת תוכנה מבקר סימנס

אוטומציה ובקרה – PLCs Topic – Part 2

 אוטומציה ובקרה – PLCs Topic – Part 2

This articular is the third part of our  review about PLCs. After PLCs Functionality&Features and PLCs Topic – part 1 that covers the subjects of  Scan Time, System Scale, User interface & Communications, this part is about PLCs Programming, Digital and Analog Signals & PLC Advantages.

PLC– Programming

PLC programs are typically written in a special application on a PC, then downloaded by a direct-connection cable or over a network to the PLC. The program is stored in the PLC either in battery-backed-up RAM or some other non-volatile flash memory.

IEC 61131-3 defines several programming languages for programmable control systems, which emphasize logical organization of operations.

While the fundamental concepts of PLC programming are common to all manufacturers, differences in I/O addressing, memory organization and instruction sets mean that PLC programs are never perfectly interchangeable between different makers. Even within the same product line of a single manufacturer, different models may not be directly compatible.

PLC – Digital and Analog Signals

Digital or discrete signals behave as binary switches, yielding simply an On or Off signal (1 or 0, True or False, respectively). Push buttons, limit switches, and photoelectric sensors are examples of devices providing a discrete signal. Discrete signals are sent using either voltage or current, where a specific range is designated as On and another as Off. For example, a PLC might use 24 V DC I/O, with values above 22 V DC representing On, values below 2VDC representing Off, and intermediate values undefined. Analog signals are like volume controls, with a range of values between zero and full-scale. These are typically interpreted as integer values (counts) by the PLC, with various ranges of accuracy depending on the device and the number of bits available to store the data. Pressure, temperature, flow, and weight are often represented by analog signals. Analog signals can use voltage or with a magnitude proportional to the value of the process signal. Current inputs are less sensitive to electrical noise (i.e. from welders or electric motor starts) than voltage inputs.

PLC Advantages Relative to Other Control Systems

PLCs are well adapted to a range of automation tasks. These are typically industrial processes in manufacturing where the cost of developing and maintaining the automation system is high relative to the total cost of the automation, and where changes to the system would be expected during its operational life. PLCs contain input and output devices compatible with industrial pilot devices and controls; little electrical design is required, and the design problem centers on expressing the desired sequence of operations. PLC applications are typically highly customized systems, so the cost of a packaged PLC is low compared to the cost of a specific custom-built controller design.

Here are some examples of the PLCs used by smartlogic: 6XV1830-0EH10, 6ES7131-4BF00-0AA0,6ES7193-4CA40-0AA0,6ES7134-4GD00-0AB0,6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7138-4CA01-0AA0,6ES7193-4CC20-0AA0, 6ES7590-1AB60-0AA0, 6ES7511-1AK00-0AB0, 6ES7954-8LP01-0AA0,6ES7155-6AU00-0BN0

אוטומציה ובקרה – PLC Topics – Part 1

אוטומציה ובקרה – PLC Topics – Part 1

 PLC – Scan Time

A PLC program is generally executed repeatedly as long as the controlled system is running. The status of physical input points is copied to an area of memory accessible to the processor, sometimes called the "I/O Image Table". The program is then run from its first instruction rung down to the last rung. It takes some time for the processor of the PLC to evaluate all the rungs and update the I/O image table with the status of outputs. This scan time may be a few milliseconds for a small program or on a fast PLC.

PLC – System Scale

A small PLC has a fixed number of connections built in for inputs and outputs. Typically, expansions are available if the base model has insufficient I/O.

Modular PLCs have a chassis (also called a rack) into which are placed modules with different functions. The processor and selection of I/O modules are customized for the particular application. Several racks can be administered by a single processor, and may have thousands of inputs and outputs. A special high speed serial I/O link is used so that racks can be distributed away from the processor, reducing the wiring costs for large plants.

PLC- User interface

PLCs may need to interact with people for the purpose of configuration, alarm reporting or everyday control. Human-machine interface (HMI) is employed for this purpose. HMIs are also referred to as man-machine interfaces (MMIs) and graphical user interface (GUIs). A simple system may use buttons and lights to interact with the user. Text displays are available as well as graphical touch screens. More complex systems use programming and monitoring SW installed on a computer, with the PLC connected via a communication interface.

PLC- Communications

PLCs have built-in communications ports and corresponding communications protocols, such as RS-232, EIA-485, Ethernet, Modbus, BACnet or DF1.

Most PLCs can communicate over a network to some other system, such as a computer running a SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) system or web browser.

PLCs used in larger I/O systems may have peer-to-peer (P2P) communication between processors. This allows separate parts of a complex process to have individual control while allowing the subsystems to co-ordinate over the communication link.

Here are some examples of the PLCs used by smartlogic: 6XV1830-0EH10, 6ES7131-4BF00-0AA0,6ES7193-4CA40-0AA0,6ES7134-4GD00-0AB0,6ES7193-4CA40-0AA0, 6ES7138-4CA01-0AA0,6ES7193-4CC20-0AA0, 6ES7590-1AB60-0AA0, 6ES7511-1AK00-0AB0, 6ES7954-8LP01-0AA0,6ES7155-6AU00-0BN0

אוטומציה ובקרה – נקודות חשובות בעבודה בוורסה פרו

 אוטומציה ובקרה – נקודות חשובות בעבודה עם וורסה פרו

כדי לשנות לוגיקה בלבד לאחר שינוי, אין צורך להעביר בקר ל STOP
אם בוצע STOP יש לוודא הורדת לוגיקה בלבד

ביצוע FORCE בבקר ע"י קליק ימני על משתנה ו OVERRIDE

תפריט וורסה פרו

בשלב זה נתן לשנות את הערך ע"י TOGGLE או WRITE (במידה ומדובר בערך אנלוגי)

נקודות חשובות בעבודה בוורסה פרו – אוטומציה ובקרה

לחברת סמארט לוג'יק צוות מומחים בעלי שם וניסיון רב בעבודה עם בקרים שונים  והאינטגרציה ביניהם. דרך שיטות עבודה מתקדמות  הדוגלת במודולאריות וסדר, פיתחנו בסמארט לוג'יק שיטה המאפשרת השלמת פרויקטים מורכבים, יעילים ואיכותיים תוך שמירה על לוח זמנים קצר במיוחד ומחיר תחרותי. אנו מתמחים בתכנון תהליך בתקן S-88 מאפיון  Control-Modules דרך Equipment modules וכלה בפאזות תהליכיות. תוכלו לקבל שרותים המסתמכים על ידע וניסיון רב בעבודה עם מערכות מים, RO ,CIP, מזקקות, מערכות HVAC ,Utilities, ומודולים מוכנים סטנדרט S-88 שפיתחנו עבור מערכות אלו. סמארטלוג'יק הינה נציגה בלעדית של Siemens בארץ לתמיכה במערכת PCS7 ועובדת על בסיס קבוע, עם מרכז התמיכה העולמי בגרמניה באמצעות מערכת בקרת איכות מחמירה העומדת בתקן ISO9000

השרותים שלנו

  • תכנון והקמת מערך אוטומציית בקרה של מתקן יצור שלם.
  • יעוץ והדרכה לדרישות  21 CFR Part 11 .
  • יעוץ והדרכה לתקנים  S-88ו- S-95 .
  • בקרה ואוטומציה למערכות טיפול במים.
  • בקרות למערכות חימום, אוורור ומיזוג אוויר  (תמונה) (HVAC) תואמים את דרישות המנהל האמריקאי (FDA).
  • הכנת פרוטוקולי וולידציה.
  •  ניהול פרויקטי בקרה.

אוטומציה ובקרה- סקירה קצרה על בקרי SIMATIC של חברת Siemens

אוטומציה ובקרה- והפעם קצת על בקרי SIMATIC  של חברת Siemens

בקרי SIMATIC  הוא אחד מהמוצרים המובילים בהם משתמשת סמארט לוג'יק במערכות האוטומציה ובקרה אותם היא מתכננת ומבצעת.   במאמר זה נסקור את בקרי SIMATIC המבוססים על מחשבים אישיים (PCs) ובקרים עם לוגיקה שניתנת לתכנות PLCs- Programmable Logic Controllers .

בקרים אלו משמשים לבקרת מבני משרדים ותעשיה, יצור ותהליכים טכנולוגיים, אפליקציות נפרדות (stand-alone) ומורכבות ביותר. טווח השימושים של בקרי SIMATIC  נע החל ממודולים לוגיים, בקרים בסיסיים, מתקדים, מבוזרים, ועד בקרי תוכנה. בנוסף לפונקציונליות מתקדמת, הדור החדש של בקרי SIMATIC  מעניק יתרונות של עקביות בסטנדרט Totally Integrated Automation (TIA) Portal ufi בטחון והגנה ברמה גבוהה.

בקרי SIMATIC עם לוגיקה שניתנת לתכנות (SIMATIC PLCs)

בקרי SIMATIC מספקים פתרונות למשימות אוטומציה מגוונות. כל מכונה או מפעל ייצור מצריכים מגוון בביצועים מערכתיים ובמורכבות התהליכים. חברת Siemens מספקת פתרונות בקרה למגוון הדרישות לכל סוג אפליקציה. לדוגמה:

בקרים בסיסיים (Basic Controllers) מסוגS7-1200  לאפליקציות פשוטות ונפרדות.
בקרים מתקדמים(Advanced Controllers)  מסוגS7-1500  לאפליקציות בינוניות ומורכבות.
בקרים מבוזרים (Distributed Controllers) מסוגET-200SP  לאפליקציות מבוזרות.
בקרי תוכנה (Software Controllers) מסוגS7-1500  לאפליקציות מבוססות על מחשבים אישיים.

בקרי SIMATIC ויתרונותיהם

בקרי SIMATIC  נוחים לעבודה הודות לנוחות וההתאמה שלהם לשימושים שונים, ועקביות בפונקציונליות שלהם. גיוונם מאפשר בחירה אופטימלית לכל אפליקציה. התוכניות למשתמש של בקרי SIMATIC הן בד"כ זהות בעיצובם ודרך שימושם. הודות לעקביות של סטנדרט TIA Portal, פונקציות התוכנה והחומרה הרב-תחומיות מאפשרות פתרונות יעילים בכל פעילות אוטומציה.

בקרי SIMATIC בסיסיים

בקרי SIMATIC  בסיסיים מסוג S7-1200  מספקים תוצאות משכנעות הודות לטווח המקיף של הפונקציות הטכנולוגיות ושל הכניסות/יציאות (I/Os)  המשולבות שלו, כל אלו מסופקות במארז קומפקטי ונפח מצומצם.

בקרי SIMATIC מתקדמים

בקרי SIMATIC  מתקדמים מתאימים במיוחד לאפליקציות מורכבות ובקנה-מידה בנוי. בקר SIMATIC  מסוג S7-1500  ירש בטווח הארוך את הבקרים מסוג S7-300  ו-S7-400  ומהווה את הסטנדרט למפעלים העתידיים, הודות לטווח המקיף. בקר זה מספק ביצוע ייחודי ייצוב חדשני. ניתן להרחבה מודולרית, הגנה בפני רעידות, ללא צורך בתחזוקה, שינוי בקנה מידה, וקונפיגורציה TIA Portal .

בקרי SIMATIC מבוזרים

ביזור הבקרה תורם בעיקר לתוספת משמעותית בגמישות בייצוב המכונות והמפעלים, ולכן מתחיל להוות גורם תחרותי מכריע. הגדלת הרשתות מקלה על שילוב של יחידות שפועלות באופן עצמאי ברמת השדה בתקשורת משולבת. מערכת SIMATIC ET 200 I/O  ניתנת להגדלה עם בקרים משולבים מתקדמים. הבקרים המבוזרים מסוג SIMATIC ET 200 CPU  משלבים קומפקטיות וגמישות. בקרים מבוזרים מספקים פתרון מושלם לאפליקציות סטנדרטיות ומניעת תקלות, במיוחד בטווח ביצוע בינוני עבור מכונות עם בקרה מבוזרת או מכונות סדרתיות ממוקמות בנפח מצומצם. חוץ מהבקרים המבוזרים מסוג SIMATIC ET 200 CPU, והבקר הפתוח החדש מסוג SIMATIC ET 200SP, תלקיט הבקרים המבוזרים כולל גם דגמים שמשולבים במערכות SIMATIC ET 200S ו- SIMATIC ETpro.

בקרי תוכנה

בקר התוכנה מסוג S7-1500  מתאים במיוחד לבקרה גמישה של מכונות מיוחדות עם ביצועים ודרישות פונקציונליות גבוהות, העצמאות המוחלטת של תוכנת הבקר ממערכת ההפעלה הוכיחה את הגברת הגישה למערכת. בקר התוכנה מסוג S7-1500  מספק את היתרונות של הבקר הסטנדרטי מסוג S7-1500  במחשבים אישיים תעשייתיים עם ביצועים גבוהים. מצב זה מאפשר שימוש עם נוחות מרבית. השימוש ב- TIA Portal מוסיף הנדסה יעילה.

סמארטלוג'יק הינה נציגה בלעדית של Siemens בארץ לתמיכה במערכת PCS7 ועובדת על בסיס קבוע, עם מרכז התמיכה העולמי בגרמניה באמצעות מערכת בקרת איכות מחמירה העומדת בתקן   ISO9000

הגדרת כרטיס IF8U

על מנת להגדיר את הכרטיס IF8U  נצטרך לבצע את השלבים הבאים:

על מנת להגדיר את הכרטיס IF8U  נצטרך לבצע את השלבים הבאים:

1)      כדי להיכנס לתוכנת הבקר RS500  נלחץ עלIO configuration  .

2)      יפתח לנו החלון הבא – ונבחר בכרטיס  Other.

     

3) נבצע לחיצה כפולה על הכרטיס ויפתח לנו המסך הבא (נגדיר את ההגדרות בדיוק לפי מה שמופיע כאן).

וזהו – סיימנו להגדיר את הכרטיס. אם נרצה להוסיף כרטיסים נוספים מאותו סוג נחזור על אותה הפעולה.

  • לגבי ה-scaling  של הכרטיס: ערך מקסימלי 20000 ערך מינימלי 4000 , ערך 21000 תקלת מכשיר וערך 3200 מסמן חיווט פתוח.

אוטומציה וסוגי מערכות בקרה

אוטומציה או בקרה אוטומטית היא שימוש במערכות בקרה להפעלת ציוד כגון מכונות, תהליכי  יצור בבתי חרושת, דודים ותנורי חימום, מיתוג ברשתות טלפוניות, הכוונה וייצוב של אניות וכלי טיס, ושימושים אחרים, תוך מעורבות מינימלית או פחותה של בני אדם. תהליכים מסוימים מתבצעים באופן אוטומטי לחלוטין.

בקרה ואוטומציה : היתרון הגדול ביותר של אוטומציה הוא החיסכון בעבודה, אך השימוש בה מאפשר גם חיסכון באנרגיה וחומרים, ומשפר את הדיוק בעבודה ואיכות המוצרים.

אוטומציה הושגה באמצעים שונים  -מכניים, חשמליים, הידראוליים, פנאומטיים, חשמליים, אלקטרוניים ומחשבים, בד"כ תוך שימוש משולב. מערכות מורכבות, כגון בתי חרושת מודרניים, אניות וכלי טיס כוללות שימוש משולב באמצעים הנ"ל.

סוגי בקרה ואוטומציה

אחד מסוגי הבקרה הפשוטים ביותר הוא פתוח/סגור (on/off). דוגמה לסוג זה הוא תרמוסטט בשימוש במתקנים ביתיים.  אם כי מבחינה טכנית תרמוסטט הוא סוג של אוטומציה, היכולות שלו הן פרימיטיביות.

בקרה ואוטומציה סדרתית (sequential control), שבה  מתבצעת סדרה מתוכנתת של פעולות דיסקרטיות, מבוססת לעתים קרובות על מערכת לוגית שכוללת סדרה מסודרת של מצבי מערכת. מע' בקרת מעלית היא דוגמה לבקרה סדרתית.

 אוטומציה מהסוג המתקדם שגרמה למהפכה בתהליכי יצור, מטוסים, תקשורת ותעשיות אחרות זו בקרה עם משוב (feedback control), שהיא בד"כ רציפה (continuous), וכוללת מדידות בעזרת חיישנים  (sensors) וביצוע כיוונונים (adjustments) מחושבים לשמירת הערך של משתנה נמדד בטווח ערכים שנקבע מראש.

מעגל פתוח וסגור (open and closed loop)

מערך כל המרכיבים שמבצעים מדידה ובקרה של משתנה נקרא מעגל בקרה (loop control). מערך בקרה שעושה שימוש באות נמדדת, מזין את האות בחזרה ומשוה את ערכה עם ערך נתון (set point), מחשב ושולח אות חוזרת  לביצוע תיקון, נקרא בקרה אוטומציה במעגל סגור (loop control closed). אם מערך הבקרה לא כולל משוב לביצוע תיקון המערך פועל במעגל פתוח (loop (open. מעגל בקרה ואוטומציה(loop control) מתבצע בד"כ בעזרת בקר (controller).

בקרה רציפה (sequential control)

בקרה רציפה יכולה להתבצע לפי רצף קבוע (fixed sequence) או רצף לוגי, שבו מתבצעות פעולות שונות לפי מצבי המערכת המשתנים. מצבים אלו יכולים לקרות כאשר משתמשים במערכת ברצף תרחישים שונים. דוגמה לסוג בקרה רציפה היא זו המתבצעת במעלית, שמשתמשת בלוגיקה שמתבססת במצב המערכת לצורך ביצוע פעולות בתגובה למצב הנוכחי והוראות המשתמשים.

בפיתוח מוקדם של בקרה רציפה נעשה שימוש בלוגיקה עם ממסרים (relay logic), שבה ממסרים חשמליים חיברו בין מגעי חשמליים כדי להתחיל או להפסיק את פעולת מכשיר חשמלי.

בקרה ממוחשבת (computer control)

מחשבים מסוגלים לבצע גם בקרה סדרתית (sequential control) ובקרה עם משוב (feedback control), ובמקרים רבים מחשב אחד מבצע את שני סוגי הבקרה בישום תעשייתי. בקרים עם לוגיקה שניתנת לתכנות  (- PLCs Programmable Logic Controllers( הם מיקרופרוססורים מיוחדים שמסוגלים להחליף ככיבי חומרה רבים, כגון קוצבי זמן (timers) ושומרי רצף (sequencers) שבהם משתמשים או השתמשו במערכות עם ממסרים חשמליים. מחשבים לבקרת תהליכים  (process control computers( לצרכים כלליים החליפו באופן הדרגתי את הבקרים הנפרדים (stand-alone controllers), וכתוצאה מחשב אחד מסוגל לבצע פעולות בקרה שהיו מבוצעים ע"י מאות בקרים נפרדים. מחשבים מסוג זה מסוגלים לעבד מידע מרשת של בקרים מסוג PLC, מכשירים ובקרים שונים ( כגון בקרים מסוגPID  – Proportional-Integral-Derivative) כדי לממש בקרה ואוטמציה אופיינית של משתנים נפרדים רבים, או לממש אלגוריתמים מורכבים לצורך בקרה, תוך שימוש בנתוני כניסה רבים ומניפולציות מתמטיות. הם גם מנתחים נתונים ויוצרים מצגות גרפיות בזמן אמת ודו"חות עבור המפעילים, המהנדסים והמנהלים.

כלי אוטומציה

מהנדסים מסוגלים עכשיו לבצע בקרה נומרית (numerical control) של מכשירים אוטומטיים. התוצאה  היא טווח של אפליקציות ופעילויות שגדל במהירות. טכנולוגיות שנעזרות במחשבים  (Computer-Aided Technologies) משמשות עכשיו כבסיס לכלים מתמטיים וארגוניים לפיתוח מערכות מורכבות. שתי דוגמאות בולטות של תוכנות  בשימוש הן: CAD Computer-Aided Design) (ו-  CAM Computer-Aided Manufacturing)).

טכנולוגיית האינפורמציה, ביחד עם המכשור והתהליכים התעשייתיים החדשניים, עוזרים בייצוב, מימוש וניטור של מערכות הבקרה. עוד דוגמה של מע' בקרה תעשייתית היא הבקר מסוג PLC. בקרים אלו הם מחשבים מחוזקים בשימוש תדיר בסנכרון זרימה של נתוני כניסה מגששים עם זרימה של נתוני יציאה למכשירי הפעלה.

ממשקי אדם-מכונה (- HMIs Computer-Human Interfaces ) משמשים לתקשור המפעילים עם בקרי PLC ומחשבים אחרים.

להלן רשימה של חלק מכלי האוטומציה העיקריים:

  1. DCS – Distributed Control System
  2. HMI – Human Machine Interface
  3. SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition
  4. PLC – Programmable Logic Controller
  5. Instrumentation
  6. Motion control
  7. Robotics

 

  • סמארט לוג'יק מתמחה בתכנון וביצוע פרויקטים הנדסיים בתחום הבקרה האוטומציה, בקרה מפעלית, בקרות תהליךבקרות מבנה  BMS.