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机器操控规划10大技巧

你是否有过这样的经历:当使用一台机器设备时,你会抱怨工程师们在设计产品时没能充分考虑用户的感受。为了帮助工程师设计出易于使用的机

你是否有过这样的阅历:当运用一台机器设备时,你会诉苦工程师们在规划产品时没能充分考虑用户的感触。为了协助工程师规划出易于运用的机器,本文从自动化、操控、外表、传感器、逻辑器材和通讯技能等方面介绍了10个规划技巧。一旦把握了这10个技巧,工程师们就能够在规划中节约许多的时刻和精力,还能防止将来可能会呈现的许多费事。

  1.查询、研讨和量化
  收集信息,做出计划,然后一丝不苟地向既定目标行进。这是机器规划流程的一个描写。为了寻求产品高度的灵敏性和适应性,工程师们在规划产品经常常会消耗许多的时刻和精力,不断给产品增加新的功用,却终究导致产品的过度杂乱。
  工业体系集成商Concept Systems公司的创始人Michael Gurney 和 Ed Diehl介绍说:“在产品规划中,一旦确认了优先次第,那就应该马上从最合算的当地着手。关于进程操控和质量操控的统计分析对错常有用的信息。”
“模块化的机器规划和制作办法能够一方面满意不断增加的客制化的规划要求,另一方面缩短机器的开发时刻,一起还能下降OEM的制作本钱。”Phoenix Contact公司自动化产品司理Larry Komarek说。
  Komarek还主张说:“将机器或许机器系列分解为不同的功用部件,每一功用部件都具有相应的机械、自控元件和软件程序。将这些功用部件调配组合就能够创建出用户客制化的装备或许‘小型/中型/大型’的产品系列。通过预先规划、预先文档化和预先测验的功用部件能够被快速出产出来,并且还下降了出产本钱。”

  2.规范和安全
  Gurney 和 Diehl指出,凭借规范的通用接口,产品能够集成最佳的体系组件,一起还削减了专用操控体系的设备过期作废等问题。
  在规划软件中堆集的常识能够被转化为机器代码,然后防止了对规划参数的修正。有些规划软件供给了面向STEP和IGES文件格局的数据转换器。STEP,即产品型号数据沟通规范(ISO 10303),界说了怎么描绘和沟通数字化的产品信息。
“在 规划散布操控时要充分利用NEC code中群组电动机设备规则(group motor installation provisions)的第430.53 (c)条。这样做的长处是,能够削减分支电路的数量,下降本钱,消除EMC噪声,无需从头布线和调试就能够替换各功用模块,增强了产品的灵敏性。” SEW-Eurodrive公司的电子产品司理Rich Mintz介绍说。
  Schneider Electric公司的机器安全产品司理Larry Sunday说:“在安全方面,自从NFPA-79 2002年修订版发布以来,一切的通用机器规划都应恪守IEC 60204-1 Category 4规范。它是安全规范的最高规范,要求一切的机器规划都应考虑到安全继电器和安全连锁设备。” 一起他又说到:“2002年修订版将NFPA-79和IEC 60204-1国际规范一致起来。美国人的惯常做法是在根本操控电路中运用规范的继电器,以确保所谓的‘操控牢靠度’。

但关于IEC 60204-1 Category 4规范来说,这是远远不够的。”

  3.传感器和机器视觉
“不要在规划晚期才考虑到传感器的问题。小型智能的传感器常常会带来意想不到的长处。在元件底板空间现已确认的情况下,一个价廉物美的传感器有时会处理大问题”, Banner Engineering公司的技能商场司理Joseph Dolinsky说。
  Cognex公司的In-Sight 视觉传感器产品商场司理Mark Sippel指出,选用何种方法处理检测和进程反应取决于许多的要素。
  这些要素包含:反应信息是否需求在多路离散检测、按捺或其他体系间同享?是否需求有一个操控器担任检测成果与辅佐使命的和谐?怎么沟通和运用检测成果?假如I/O设备用于通讯的话,那么其他的操控端口的类型是什么?方位在哪儿?灯火、电源和数据传输等要素也需求被考虑到。

  4.软硬件的逻辑渠道
   National Instruments工业数据收集和操控部分的产品司理Rahul Kulkarni说:“机器规划绵长征程的第一步,便是正确地挑选一个逻辑渠道。现在遍及选用的操控器有:PLC,PC-104,PCI,PXI或许是惯例的电路板。在决议选用哪一个操控器渠道前,一定要充分考虑该操控器所要履行的悉数功用(例如逻辑操控、进程操控、运动操控、自动检测以及机器情况监控等)。
  编程东西应该易于把握,生成的代码应该是模块化、易晋级和可重用的。Rockwell Automation的全球OEM技能顾问Dan Seger介绍说:“选定一个操控架构处理计划以使规划变得简略。从操控器和网络技能,到外围设备和操作员界面,关于这些组件的挑选假如只从收购本钱最低的视点考虑,那么就会给后期开发带来费事。相同,杰出的连通性(例如将各个设备组件紧凑安装,严密通讯)能够进步功率和下降本钱。相反地,假如在规划中选用的是廉价的设备通讯计划,那么不只难以运用,并且会在工程开始和保护阶段消耗许多的时刻。”为了取得最佳的作用,他主张将操控和信息同享两部分的编程作业分隔进行。其他有价值的做法还包含:结构化的数据方法,下拉式菜单以及依据功用分类的依据代码的目标库等。

  5.履行安排
  依据运用需求,挑选适宜的气动、液压和电气履行安排。相同,运动操控器也需求仔细挑选。那么,能够选用电动机操控单元(MCU)或许数字信号处理器DSP)进行电动机操控吗?
  Texas Instruments的电动机操控战略专家Kedar Godbole主张,要寻求功能创新和下降体系本钱,在功能和价格间取得平衡(取得最佳的性价比),在快速软件开发中选用高效的C/C++内核,运用灵敏易用的东西,以及进行高水平的模仿集成。
   SEW-Eurodrive公司的Jan Lindholm说:“相关于机械冲突安排,操控安排往往愈加适用而高效。与聚散制动器等相似的处理计划比较,变频器(特别是闭环的)能够将周期延伸至2 到3倍,一起还能下降设备的磨损和保护的本钱。” Lindholm又解说说:“变频驱动技能与无传感器矢量操控、磁通矢量操控和沟通无刷伺服体系相结合,能够处理许多电机驱动问题。”

  6.显示屏和按钮,孰优孰劣 ?
  依据显示屏的人机界面(HMI)和按钮,孰优孰劣?答案是:用触摸屏替代按钮是有利的。HMI东西包自带的模板适应性强,并且能够重用。
  Omron Electronics的软件产品商场司理Joe Rubino介绍说:“HMI还有其他一些长处,如数据互联和确诊才能。确诊才能能够带来机器软硬件正常运转时刻上的优势、简洁连通才能和下降编程作业量,真是物有所值。”

  7.网络与通讯
   选用网络技能能够减轻机器表里布线和通讯译码的作业量。Opto 22 公司的行销专家 David Crump介绍说:“机器对机器(M2M)通讯技能增强了机器的连通性。凭借于无线技能,可将机器设备与企业信息体系连接起来,完成长途设备监控和发动,出产情况实时陈述以及其他一些操作。M2M还能协助机器规划人员盯梢机器的生命周期,辨认毛病点,改善未来的规划。一起,M2M还能为企业发明更多的营收时机,例如,为用户供给超前设备保护和修理等增值服务。”
  NI的Kulkarni说:“无线技能品种繁复。关于长途计算机和工厂 HMI/SCADA体系间的M2M通讯,因为传输间隔长达数百英里,所以应该选用卫星通讯或许蜂窝电话通讯方法。关于操控器/PLC和HMI/SCADA 体系间的通讯,IEEE 802.11无线通讯技能是最适用的。但是,关于操控器和传感器间的通讯,因为传输间隔只要10~100 米,选用蓝牙技能或Zigbee技能则更为有用。”
  Rockwell Automation的Seger指出:“(在规划不同设备间的通讯时)要防止选用RS-232和规范以太网技能,否则要消耗许多的时刻编写专用的通讯驱动程序来支撑数据传输。这是一件费时吃力而又不会增值的作业。而关于机器内部,假如I/O级选用一个安全的终端技能则能够节约安装和检修的时刻。” Wago公司的商场司理Dean Norton说:“Wago公司的免螺丝笼式绷簧夹持(Cage Clamp)端子具有更高的灵敏性,能够缩短60%的布线时刻,在有些运用场合能够革除每6至8个月对机器进行加固的需求。该接线技能能够完成预布线,满意一切机器I/O的要求,并可便利在规划后期选用适宜的总线协议完成操控器的通讯。”

  8.电源
  直接购买电源体系,而不要企图自己规划它们,这样能够节约许多时刻和精力。
  电源、总线、办理体系和智能组件都能向HMI提交陈述,这样能够到达更高的体系集成和功率。阻隔、监测和屏蔽办法能够确保最小的传输线和EMF搅扰。

  9.集成
  从整个出产流程的视点考虑机器规划能够极大的进步功率。FlexLink Systems AB的CEO Fredrik J歯sson说:“通常情况下,一条机器出产线的才能只被发挥了30%。假如能从整个出产流程的视点考虑机械规划的话,那么出产线的利用率会被大大进步。”
  归纳来自机床的信息会发生比机器自身更多的效益。一些首要的工程规划和出产安排指出,STEP数据库能够下降别离高达35% 和75%的出产计划和制作操控本钱(数据来历:Step Tools Inc)。

  10.及时的项目总结
  当项目挨近结尾时,无妨抽些时刻对项目进行评价和总结,以便利下一轮的规划。

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