施耐德电气OEM自动化解决方案及产品综合样本

10MachineStruxureTM以中央数据库进行多用户设计革命性的图形化编程方式A团队...团队C团队B团队项目数据项目文件——中央数据库SoMachineMotion将所有项目数据储存在一个中央数据库（项目文件）里。这些数据可供平台的所有工具共用。这种项目数据的集中存储构成了SoMachineMotion即将发布的多用户设计的基础：进一步降低编程复杂性的努力和向软件模块化发展的明显趋势带来了一种全新的机器程序创建方法。而EDESIGN正是其成果之一：通过使用拖拽操作来选择预定义模块，结构编辑器将使您能够轻易地完成整套机器的组成。和使用命令行来定义操作模式和状态图的其他编辑器一起，这将是一组全新的、真正图形化的编程工具。您可以在这些编辑器内直接模拟设备的试运转及调试。这样做将极大地简化异常处理以及作业模式管理过程。结果是结构清晰的配置，而在这些配置中可通过轻松的对话来对各种预定义模块——比如说一个伺服轴——进行设定。其各种动作可以直接由ECAM处导入并进行集成。籍由带有对话框、用以协助用户的选择字段，程序将把硬件分配给各种模块。整个团队能同时在同一个软件项目上工作，同时读取AFB（应用功能块）和运动轨迹。这样就减少了难以控制的版本管理过程和协调工作，避免降低团队协作的效率。一个项目，多个参与者：中央数据库和强大的多用户设计，将使未来的用户能同时访问最低至功能块一级的软件项目。图形化编程：能够显着地降低编程的复杂性，并且缩短工程设计时间。复杂任务的创新性简化方案：EDESIGN。11绿色机器自动化解决方案预定义的程序结构和设备模块(EM)高级EM（设备模块）AFB系统功能=AFB+操作方式+图+错误处理（应用功能块）常规用户程序AFB系统功能（应用功能块）用户程序SoMachineMotion程序结构常规编程高级编程预编程应用的SoMachineMotion部分预编程应用的用户部分通向同一目的地的两条可能的途径SoMachineMotion软件概念提供了应对工程设计成本上升的两种方式：既可以使用应用功能块（AFB）以常规方式编程，也可用SoMachineMotion的预定义程序结构和设备模块（EM）编程：后一种选择为用户进一步减少了编程工作。该程序结构还生成标准化模块化软件，以改善机器模块的可重复使用性。用功能块进行常规编程SoMachineMotion软件库由各种AFB（应用功能块）组成，而这些功能块又是运动控制、PLC、可视化和IT等功能映射到预编程软件对应生成的。从定位和移动功能块这些通用的AFB，到温度控制功能块，这些库的范围很广。库中还包含可用于配置整套设备功能的功能块，比如机器人应用，收放卷、飞剪或薄膜封口等功能块。p显著的减少编程时间p软件质量更高，软件有文档记录并经过充分测试p程序确认更轻松p符合IEC-61131-3标准的AFB12MachineStruxureTM用设备模块和编程模板进行高级编程横向给进双带传送传送带机器人1机器人2机器人3横向给进双带传送机器人1机器人2机器人3传送带分组二次包装纸板包装机设备级别1级设备模块2级设备模块SoMachineMotion的预编程模板是一个通用的基本的机器程序，用户可将自定义的软件组件集成进去。程序的基本功能性已经就位，包括符合OMAC的操作方式、诊断机制和错误的响应与处理。可以按需对这些功能进行配置，以适应具体的应用。可通过连接设备模块，将机器的功能映射到程序中。设备模块在功能上等效于应用功能块。在补充一个标准化接口、操作模式和诊断功能（有时也需补上其它设备模块）后，AFB就变成了设备模块。然后，就可在编程模板内使用它们，创建一个具有内聚力、结构良好的程序。除了简单的AFB的功能，设备模块还允许使用故障处理、诊断和操作模式功能的接口。通过将程序细分为设备模块并提供灵活的链接机制，编程模板使用户能够分离和重复使用整个机器的功能。设备模块也可由用户自行改写，比如融入专有技术让自己的机器程序有别于竞争对手。机器的透明分析：模块化程序由设备模块组成，其功能既可基于AFB，也可由其它设备模块组成。p工程设计时间减少p透明、模块化和易用的程序p生成模块化定制软件库的基础p完整机器功能可存储为可重复使用的标准化功能p符合针对机器和产线标准化的OMACWeihenstephan准则13灵活的控制平台和统一的软件环境智能集成满足所需的硬件控制器全能全新的SoMachine软件环境41帮您：保证最小工作量，一个软件环境简化设计、调试和维护整合控制系统，优化设计，灵活的方案满足通用的标准4种硬件控制器，最优化的控制系统架构基于逻辑控制器(LogicCotroller)基于运动控制器(MotionController)基于人机界面控制器(HMIController)基于驱动控制器(DriveController)1个SoMachine软件环境，开发和维护整个项目1个编程软件——适用于控制器/人机界面/远程设备，减少设计时间1个工程文件——实现完整项目的创建、管理和维护1根连接电缆——完成所有通讯链接，将程序下载到机器1次程序下装——传送全部机器程序，节省操作时间绿色机器自动化解决方案14经过测试、验证及归档的架构和应用功能块系统架构预定义的、即时可用的优化的接线方式、定制化测试完善的使用手册、CAD、接线图等应用功能块机器流程模块化由行业专家开发预编制、拖放即用p经过测试、验证和归档的架构p预先定义，满足各种要求p预编制的应用功能块，优化设计p简单的参数设置，拖放即用MachineStruxureTM17引言就机器制造商行业的现状而言，近期的研究表明，OEM清楚地认识到节能增效技术对于提高其设备及机械效率的重要性。但与此同时，许多OEM也感受到了来自市场方面日趋增长的压力及需求，他们不愿意改变，因为这会给他们机械的销售成本造成负担。事实上，企业比其客户在意识上更忠诚于走节能及可持续发展之路，因为生产优质的设备不仅有助于提高产品性能，而且即使身处于严峻的经济大环境下也能为新业务谋求更多商机。我们将在此着重探讨如何对自动化控制系统应用节能增效策略来帮助OEM开发更具可持续性的节能设备，以及这些帮助OEM从同类竞争产品中脱颖而出的新技术将如何为最终用户实现收益并带来新的价值！包括：p可用性：测量停工的生产损失——生产全线停工事件p绩效：测量生产周期缓慢的损失——工序流程的运转速度未达到最高p质量：测量未达标的生产损失。OEE分数测量的是生产的效率与效能，与可持续性关联紧密，即：质量越好则损耗越少，可用性越高则能效越佳。成本降低、资源使用及能源减少方面存在的诸多约束已然成为消费者要求业界制造商走更加“绿色化”发展之路的关键驱动要素。最终用户在对新挑战审时度势之后，制定出了一系列低能耗生产策略，并坚持贯彻可持续发展的企业方针政策。当前，面对新需求市场，机械制造商们被推到了设计、供应及创新的第一线。其推出的部分解决方案在能效及收益方面取得的卓越成效有目共睹，为设备产品增值并带来了极具优势的竞争力。因此，最终用户选择这些新增的收益来推进他们的策略。世上面提到的好处如同一个一个的“点”，而实际的应用案例将这些点连成了线。节能增效指南18降低能耗的多种方法机械设计与节能增效机械设计优化“机械工程是改进机械能耗的主要根源”电动机的大小机械驱动机构的过大选型现象十分常见（电动马达、气动传动装置），这将导致机械的能耗增大，而有时通过正确的设计可以轻松避免这种现象发生。对于任何一种应用，都应当谨慎评估对待，思考一种机器的高效和可靠性应当达到何种程度，同时需要前瞻性的评估其将来的扩展升级策略？使用简单的小功率电动机比大功率电动机来得更好。根据以往的经验，从节能的角度考虑，使用精确匹配应用需求的电动机比单纯使用“过大”功率的电动机更有助于能耗优化。而恰恰是这种精确匹配需求的基本应用方案平均可实现3-4%的节能目标。不但如此，它还能进一步缩小供电控制系统的规模！使用精准匹配需求的电动机不仅可以降低运行成本，而且对减少机械成本也具有一定影响。使用高效电动机高效的电动机具有的出众能效性不言而喻，一般的投资回收期仅为1-2年。按照新的IEC标准分类，高效电动机被分成4类。而高效电动机的另外一个优势是其设备使用寿命长，这有助于设备的可持续使用，预计可实现10%的节能目标。电动机能耗=电动机成本x100除了投资以外，高效控制电动机是关键。1%2%97%ཨጨҾጎۉۯऐ๑ᆩ๱ంాڦඇ൰ׯԨ(ೝ਩๑ᆩ౎၌ྺ15౎)ీᇸ节能增效指南19节能增效指南以优化电动机控制为机器设计准绳小电机串联控制如有可能，串联使用小型电动机（泵、压缩机、通风设备......），并能根据需求灵活应变。p使用同步电动机最高可节能30%高效技术p使用更高效的电动机最高可节能10%p使用变频器控制电动机最高可节能50%p使用伺服驱动和同步电动机最高可节能30%**与同类应用中使用变频器进行比较电动机起动方式的思考：变频器必不可少对于可变负载的应用，使用变频器的效益立竿见影，而且可实现高达50%的节能目标（泵、通风设备、压缩机等都是一些常见的应用范例）。同时，对于需要多次反复启动的设备来说，选择变频设备而不是传统的接触器，会限制启动电流，从而减少损耗和对负载尖峰冲击。机电一体化介绍机械运动解决方案可以“主导”设备运动。每当设备转移或发生移动时，机械运动技术设备（伺服电动机、运动控制器）就能发挥强大的功能。如果结合使用同步电动机，那么这些设备将能在节能方面斩获更多。除了提高设备性能从而实现高达60%的节能目标的主要优势外，加快机械运转周期还能提高生产效率，而且更为精准的定位也能大幅度地减少故障几率。同步电动机（效率为95%）的技术应用比异步电动机更具优势。而且其口径也比异步电动机要小得多。对于广大的最终用户，其获得的收益也是立见成效的，不仅能为他们节省一笔可观的电费支出，而且还能够在一到两年内收回初期投资。而类似于起重机和升降机的设备，可以从能源再生设备中有所获益，如能源再生驱动器。鉴于此类技术，同步电动机的节能效率比异步电动机的要高出10%（转子中不产生损失）。与此同时，机械运动解决方案也取代其它技术，为我们的节能增效带来了莫大的益处：p机械运动同步（凸轮、齿轮等）p气动技术和液压技术：比如，当损耗和泄漏问题到了不可避免的境况时，使用气动技术替代产品会减少能源使用量，最终减小用户的支出。110%250%365%Քጚۉۯऐీࡼܮྔምবీ30%21借助自动化技术监控运行模式和状态最终用户在使用机器时不会一直将机器开到最大工作状态，这需要取决于他们的生产目标。在一些其他应用，他们还会有意频繁关闭机器，以控制能耗。这类技术在输送应用中效率更高，例如输送设备只会在负重时激活运转，而不是一直持续空转。停止、空闲或等待状态时需要停止驱动器，而且这些功能应当与程序控制相整合，为最终用户带来更大的节能效益。研究表明，如今的机器的生产效率几乎不可能达到100%，据预测，如果机器在闲置时能够被妥善管理的话，比如只是简单地切断其电源，其能耗也将减少近37%。安全关闭和安全重启也应当被考虑作为一个节能增效的资源，例如，在关闭机器后应同时避免控制系统和通讯母线仍处于通电状态。在关闭设备时可以保存参数，并在重启后还原先前的参数数据。但有时，这样的做法会显得多此一举，例如，因为安全限制或是生产线的快速重启，最终用户更愿意选择保留对控制系统继续供电。此外，在对设备启动进行管理时，往往也会有所优化并从中获得收益。通过使用顺序启动，您可以确保启动电流达到最小，避免峰值电流过高，而收到某些国家电力公司开出的罚单。通过自动化实现的主动能效管理当机器闲置或停止运转时，通过控制系统的“妥善”管理，在自动化生产线中可实现高达37%的节能目标。0ሏገࡼۉଉ(ቹྑ/ၭ้)0,511,522,5300,44ှዃཕኹൎ܏ۉᇸ2,840,98节能增效指南22降低能耗的多种方法选用合适的自动化架构、控制与