前言
對于很多在美資企業(yè)工作的工程師來說,Rockwell的自動化產(chǎn)品在其企業(yè)中使用程度比較頻繁,工程師們也對于其旗下的產(chǎn)品了解頗深,但是在目前的形式下,各種項目的成本也成企業(yè)考慮的重要因素之一,從自動化產(chǎn)品的使用上看,其他品牌的產(chǎn)品從成本上考慮固然可行,但是為了保證企業(yè)中設(shè)備的統(tǒng)一性,更加準確的估計項目的進展時間,減少開發(fā)時所帶來的固有風險,使用熟悉的自動化產(chǎn)品是比較理想的選擇,對于如何在成本和風險中權(quán)衡,貝加萊的自動化產(chǎn)品X20系列帶來了新的方向,利用貝加萊產(chǎn)品在工業(yè)通訊領(lǐng)域是多面手的特點,以Rockwell的SLC500系列為主單元X20系列為輔助I/O的結(jié)構(gòu),著實平衡了項目成本和開發(fā)風險,以求得最滿意的答案。
最優(yōu)解還是滿意解?
拿到這個項目最先就是思考方案,現(xiàn)在的大環(huán)境中,即使是資金充足的公司也十分重視成本的問題,保證項目中設(shè)備的統(tǒng)一性和降低成本這對矛盾的雙胞胎兄弟又跳到面前,照原來的路線:全套Rockwell的PLC控制器。控制器不光完成大腦般的協(xié)調(diào)工作,還要控制著數(shù)以百計的I/O點,想想下來又是一大筆開銷:高速的CPU,各種通訊模塊,輸入、輸出模塊,還有連接它們的插槽。其實可以換成低成本的PLC來代替,但是問題一擁而上:性能是否達標,要花費多少時間來開發(fā),各種通訊間的可行性,風險有多大?BOSS需要的是你拍胸脯說OK,成本上的節(jié)省可以使項目更容易被批準,但是這可不是簡單的是非題。如何控制成本和風險一直以來都是難題,此時貝加萊的X20產(chǎn)品映入眼簾,通過沖突分析(圖1)
(圖1)
成本過高的原因是使用了過多的I/O,如果用X20系列來代替I/O那么不但成本上會有節(jié)省,而且控制器仍然使用熟悉的SLC500系列,不管是硬件還是軟件問題都有經(jīng)驗,風險最小,開發(fā)的時間也不會增加多少,由此方案的比較應(yīng)運而生:
經(jīng)過簡單的比較使用X20的方案的確可行,在重視成本的今天,要個個環(huán)節(jié)都是最優(yōu)解變得越來越困難,使用X20使全套控制器的成本降低了接近30%,開發(fā)的周期和風險卻上升很少,選擇滿意解才是上策。
解決速度的瓶頸,讓一切變得簡單
一般來說使用AB的SLC系列產(chǎn)品時為了降低I/O點的成本,同時考慮到導(dǎo)線的節(jié)省,都使用REMOTE I/O的方式:利用價格適中的SN模塊帶動各個ASB模塊驅(qū)動的FLEX I/O,以總線的形式訪問各個分站的數(shù)據(jù),這樣在成本上有所節(jié)省。總線的速度最高可為230.4K/S,于是在進行數(shù)量較多的I/O訪問中有時會存在延時(特別是在有模擬量I/O和主站與分站距離較遠的時候),而且對連接線纜有比較高的要求。
DEVICE NET是AB研發(fā)的基于CAN開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),從用戶的角度上看處理數(shù)據(jù)完全獨立于CAN總線,自動分割較長的數(shù)據(jù)包,最高可達到500K/S的傳輸速度,是對于該項目的分布式I/O比較理想的選擇方向。使用貝加萊X20中的BC0053總線模塊,可與AB開發(fā)的模塊化I/O配置相兼容,從而簡化了設(shè)置的步驟,利用Rockwell的RsNewWorx可視化配置軟件象普通的DEVICE NET設(shè)備那樣做簡單的地址匹配就可把I/O掛上總線(如圖)
但在做DEVICE NET通訊時需要注意在RSLinx中第一次配置SDN模塊時,需要同時設(shè)定DH485通訊和DEVICE NET通訊,以便計算機通過串口的方式路由到SDN模塊對其進行設(shè)置。(如圖)貝加萊的X20分布式底板之間使用X2X LINK的方式通訊,其速度和傳輸距離都大于DEVICE NET,所以從傳輸速度上沒有問題,而I/O本身具有無須改變軟件尋址的特點,在實驗室中由貝加萊的工程師按照要求做好I/O地址的設(shè)置后,這個部分對于設(shè)計上來說可直接作為黑盒處理,主要的工作時間就集中在對產(chǎn)品生產(chǎn)流程的熟悉和人性化設(shè)計上,以免項目做出來科技含量高,價格高,但是不實用。
解決好現(xiàn)場總線I/O的分布后,接下來的工作就輕車熟路,對于高速的測量外設(shè)使用1.8M/S的PROFIBUS,對與通訊要求低的走廉價的MODBUS總線,當然也有特別的高速I/O,但只是增加一兩組模塊,對成本的影響就變得很小。一個大致的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架完成后,可行性與風險基本上就不予考慮了(如圖)
所以設(shè)計本身和做項目是一個道理,關(guān)鍵是在于平衡的控制,如何回避開發(fā)上的風險和縮短項目的時間是非常重要的,在本項目中充分利用了貝加萊自身的成熟技術(shù)和服務(wù)團隊,由此使用簡單的黑盒,大大縮短了開發(fā)的周期。
靈活的方式帶來優(yōu)勢
伴隨著世界上各種優(yōu)秀自動化產(chǎn)品的應(yīng)運而生,隨之而來的就是為這些優(yōu)秀產(chǎn)品服務(wù)的各種協(xié)議和標準:PROFIBUS, DEVICE NET, CAN, MODBUS等等,這些標準和協(xié)議使自動化產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,但同時也帶來相應(yīng)的問題:作為控制系統(tǒng)的工程師想在短時間內(nèi)實現(xiàn)一專多能變得困難,而工作的重心則由系統(tǒng)的合理化設(shè)計變到協(xié)調(diào)各種不同廠家的產(chǎn)品協(xié)議和產(chǎn)品熟悉上。雖然工程師們都懷著激情學(xué)習(xí)新的知識,了解新的產(chǎn)品,但同時也都希望把繁瑣的設(shè)置變得簡單。
所以我們系統(tǒng)工程師們在分工合作的全球化2.0的今天,擔任的是一個協(xié)調(diào)平衡的“藝術(shù)家”的角色,我們不需要把工作的重心放在邏輯硬件電路的工作原理,或者是變頻器是否可以得到良好的抗諧波性能,因為已經(jīng)有數(shù)以千計的同伴們正為此努力著(就有如貝加萊的硬件工程師們),更多的時間會被放到工程的設(shè)計上,方案的最優(yōu)化,設(shè)備的人性化上。
因此我們需要的是靈活的產(chǎn)品和這些產(chǎn)品的組合所帶來的方案,和這些方案所帶來的優(yōu)勢,這篇文章中,我不想詳述太多工程學(xué)術(shù)上的東西,只是想給大家?guī)硪恍┳约旱目捶ǎ诠こ添椖恐校绾纹胶夂腿〉米顑?yōu)才是比較重要的環(huán)節(jié),復(fù)雜的控制手段或許也可以增加自己的見識,開拓視野,但把復(fù)雜的東西簡單化,也不失為從另一方面提升自己的瀟灑手段嗎?