SFF Curs 71 CURS 7  COMUNICATII INDUSTRIALE  COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE

SFF Curs 72 Comunicatia intre elementele ierarhice ale unui sistem de conducere, ca si intre componentele sistemului de conducere la nivel inferior, constituie unul din factorii esentiali in ceea ce priveste succesul intregului sistem de conducere. Proiectarea si exploatarea unor astfel de sisteme ridica probleme legate de interconectarea eficienta a unor echipamente gata proiectate.

SFF Curs 73 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE

SFF Curs 74 Sistemele de comanda automata:  Au revolutionat fluxurile si tehnicile de manufacturare.  Au facut automatizarea posibila, accesibila si abordabila.  Produc date referitoare la produsele manufacturate, date profitabile din punct de vedere al imbunatatirii calitatii. Daca datele colectate si produse de sistemele de comanda automata sunt adunate si procesate, ele pot fi folosite la imbunatatirea procesului, automat la cresterea profitului. COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE

SFF Curs 75 Dezavantajele colectarii si procesarii manuale a datelor:  Datele colectate sunt de cele mai multe ori imprecise.  Colectarea manuala exclude notiunea de timp real.  Sunt mari consumatoare de timp, presupunand un effort uman consistent.  Datele finale pot fi disponibile dupa un interval relativ lung de timp.  Corectarea erorilor la nivelul productiei in timp real este imposibila. COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE

SFF Curs 76 Categorii de informatii de timp real necesare in sistemele de comunicatii moderne:  Ordine precise  Instructiuni precise.  Specificatii de productie.  rapoarte.  Alarme, etc.

SFF Curs 77 Echipament Masina Celula Zona Host Echipament de productie Muncitor Sef de echipa Supervizor M Modelul pe cinci nivele al comunicatiilor de productie Modelul tipic de organizare a personalului COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Nivel productie Management

SFF Curs 78 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Echipament Alcatuit din: echipamente, utilaje si elemente necesare productiei In general sunt simple, fara a fi capabile sa comunice unui sistem de comanda altceva decat starea de pornit/oprit. S-au dezvoltat cipuri dedicate care au permis utilizarea unor mijloace de comunicatie care se pot atasa apoi la o magistrala sau la un bus de comunicatie.

SFF Curs 79 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Masina Caracteristici:  Sunt implicate in relatia directa cu produsul  Unele deplaseaza produsul  Altele adauga valoare produsului  Fiecare masina produce date cu semnificatie concreta in cursul procesului de productie Masini cu CN Roboti

SFF Curs 710 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Masina Intrebari la care trebuie sa “raspunda” controlerele masinilor:  La ce trebuie lucrat  Cat trebuie facut  Ce trebuie facut mai departe  Este material suficient, etc Face referire la echipamentele specifice pe task sau actiune Este nivelul care asigura veniturile care permit suportul restului organizatiei. Este necesara perfectionarea continua a acestui nivel

SFF Curs 711 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Celula Caracteristici:  Reprezinta o grupare logica de masini utilizate pentru a adauga valoare unuia sau mai multor produse.  Lucreaza cu o familie de produse sau cu componente cu proprietati similare Sef de echipa  Comunica cu fiecare muncitor  Monitorizeaza performantele fiecaruia  Coordoneaza eforturile pentru a realiza productia prevazuta  Se asigura ca muncitorii comunica intre ei. In model uman

SFF Curs 712 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Celula Rolul controlerului de celula:  Integreaza o serie de masini diferite intr-o celula de lucru pe baza de cooperare  Comunica cu fiecare masina din celula  Comunica cu alte controlere de celula Are abilitati de:  A incarca/descarca programe  A schimba diverse date si informatii  A porni/opri echipamentele  A monitoriza performantele fiecarui echipament sau aparat in parte

SFF Curs 713 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Tipuri principale de comunicatii PRIMITIVE: schimb de date pe linii digitale de intrare/iesire, date binare, de tip DA sau NU. Exemple:  Un robot este programat sa astepte executarea programului X pana cand intrarea Y devine TRUE.  Un PLC cu intrari si iesiri numerice poate fi conectat la terminalele robotului, obtinandu-se astfel o celula simpla, cu un singur echipament, cu o comunicatie primitiva. PLC-ul poate comanda ce executa robotul.

SFF Curs 714 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE COMPLEXE: de exemplu la incarcarea/descarcarea programelor sau actualizarea variabilelor. Cele mai multe se refera la comunicatii seriale asincrone, avand la dispozitie un port serial RS Bit Start Cod ASCII pentru litera A Bit ParitateBit Stop Anunta receptorul ca incepe un mesaj Mesajul de transmis Verificarea erorilor Anunta receptorul ca s-a terminat mesajul

SFF Curs 715 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Tipuri de Controlere de Celula PLC PC PLC PC Dispozitive inteligente Evolutia platformelor de control

SFF Curs 716 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE PLC-uri Avantaje:  Sunt usor de inteles de electricienii si tehnicienii din exploatare  Este foarte usor de utilizat in comunicatiile primitive intre masinile din celula  Este simplu de implementat comunicarea intre PLC-uri de aceeasi marca. Dezavantaje:  Grad de flexibilitate redus fata de PC-uri

SFF Curs 717 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE PC-uri Avantaje:  Ofera mai multa flexibilitate si mai multe capacitati  Permite comunicare cu elemente de comanda apartinand unor producatori diferiti  Utilizeaza pentru comunicare un software dedicat: SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

SFF Curs 718 Aplicatie dedicata Text sau fisier binar Interfata DAQ Module PLC I/O Alte echipamente Driver DAQ Drivere Stocare/citire date DAQ Protocol dedicat Data Socket COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Arhitectura tipica pentru o aplicatie clasica de control de celula

SFF Curs 719 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Aplicatie SCADA Baza de date Interfata DAQ Module PLC I/O Alte echipamente Driver DAQ Drivere Citire date Arhitectura tipica pentru o aplicatie SCADA Tag Engine Log Date/Alarme Achizitie date

SFF Curs 720 Avantaje oferite de SCADA:  Elimina eforturile de dezvoltare a aplicatiei prin interpunerea unor module software dedicate pentru comunicare cu echipamente de nivel inferior, respectiv gestionarea bazei de date si a informatiilor aferente.  Event-driven: gestionarea evenimentelor (obiectele nu fac nimic pana cand nu survine evenimentul pentru care au fost programate sa lucreze)  Programatorul realizeaza aplicatia cu ajutorul meniurilor sau cu icoane grafice, incarcand mai apoi drivere software specifice echipamentelor conectate la calculator. COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE

SFF Curs 721 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Zona Controlerul de zona:  Au o privire generala asupra procesului  Primesc ordine de la host si atribuie sarcinile spre celule, in vederea indeplinirii acestora  Comunica cu ceilalti controleri de zona pentru sincronizarea productiei  Utilizeaza metode de comunicatii sincrone, fiind atasati unei retele locle LAN

SFF Curs 722 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Retele LAN (local area network): Reprezinta coloana vertebrala a retelelor de comunicatie Topologia se refera la dispunerea fizica a retelei Host T1 T2 T3 T4 T5 Tn T2 T1Tn T1 T2 T3 T4 T5 Tn stea Bus/single highway inel Metode peer to peer

SFF Curs 723 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Topologia stea:  Calculatorul central: master  Contine memoria, echipamentul de procesare si comutare  Terminalele: slaves Topologia bus/single highway:  Fiecare terminal este legat la un singur cablu  Orice emitator/receptor are o cale directa la orice alt emitator/receptor  Pentru a asigura coerenta comunicarii, trebuie adoptate metode (protocoale), astfel incat la un moment dat sa emita nu mai mult de un terminal Topologia inel:  Un cablu continuu in forma de inel, conecteaza toate terminalele.  Este necesara utilizarea unor metode pentru a valida comunicarea intre diferitele terminale, fara ca mesajele sa fie perturbate

SFF Curs 724 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Tipuri de cablu Bifilare torsadate (twisted pair): perechi de conductori rasuciti unul in jurul celuilalt, pe intrega lungime a cablului  Este cel mai ieftin tip de cablu, fiind si usor de instalat. Cablu coxial: este un mediu de banda larga (broadband), ceea ce inseamna ca pot fi transmise mai multe canale simultan  Prezinta o excelenta imunitate la zgomot Fibra optica: cu o tehnologie foarte dinamica  Imunitate perfecta la zgomot  Suporta cele mai inalte rate de transmisie Transmisie prin frecvente radio: au devenit foarte raspandite in ultima vreme

SFF Curs 725 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Tehnologia wireless(fara fir): module ce utilizeaza undele electromagnetice pentru transmiterea datelor  Imunitate foarte buna la zgomote si se comporta foarte bine in mediu industrial  Nu necesita cablare Transceiver de acces Retea principala cablata, LAN 1(protocol A) Transceiver client 1 Transceiver client n Transceiver client k Retea principala cablata, LAN 2 Protocol A Transceiver de acces bridge Retea principala cablata, LAN 2 Protocol B Transceiver de acces gateway

SFF Curs 726 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Tehnologia spread spectrum(SS): utilizeaza o gama larga de frecvente  Datele de translatat sunt modulate pe o banda mai larga  A fost utilizata de americani in al doilea razboi mondial  La nivel mondial, pentru uzul comercial, au fost desemnate trei benzi de frecventa, reunite sub numele de ISA (Industrial, Scientific, Medical), anume 900 MHz, 2.4 GHz si 5.7 GHz.

SFF Curs 727 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Metode de acces: token-passing  Un singur echipament poate “vorbi” la un anumit moment de timp, cand are “token”-ul care sa-i valideze folosirea liniei.  Este foarte fiabila  Ofera timpi de acces predictibili Statia de transmisie seteaza bitul de token ca fiind ocupat adauga campul de informatie adauga mesajul ce doreste sa-l transmita adauga pachetul de transport Contine adresa statiei caruia ii este destinat mesajul

SFF Curs 728 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Celelalte statii examineaza header-ul si verifica adresa Mesajul ajunge la statia destinatie, este copiat si se seteaza bitii campului de transport pentru a indica ca mesajul a fost receptionat Se regenereaza mesajul si este trimis la statia expeditoare Se elibereaza token-ul si este trimis urmatoarei statii spre utilizare

SFF Curs 729 COMUNICATII LA NIVELUL HALEI DE PRODUCTIE Host Caracteristici:  Este in general un sistem mainframe (compus din una sau mai multe masini), un minicalculator sau un PC  Este responsabil pentru software-ul de business, engineering, comunicatiile de nivel inalt intre departamente, birouri, etc. Pachete software de business: de tipul MRP (Manufacturing Resource Planning)  Sunt utilizate pentru introducerea comenzilor, facturilor, bonurilor de materiale, verificarea creditelor si platilor clientilor, etc  Pot fi folosite pentru generarea comenzilor de productie, pentru materiale, componente si subansamble