מה הופך את הנתונים ללוגיקה?

[המידע שבתוך לוגיקה הסולם הוא לכידת ואחסון שיטתיים של משתנים בתהליך - זמן, לחץ, זרימה, מהירות או מצבים דיסקרטיים - ישירות ממפקח לוגיים מתכנתים (PLC) שלא כמו היסטוריונים נתונים גנריים שיושבים מעל שכבת הבקרה, סולם לוגיקה המבוססת על הטמעת נתונים מקומית, מטביעה את ההגיון בתוך מחזור סריקות PLC, נותן מהנדסים מדויקים שליטה על LTF:0 כאשר הם מאפשרים LT2 ו-FRED.

לוגיקה הסולם עצמו הוא שפת תכנות גרפית הדומה מעגלים חשמליים.הוא נשאר דומיננטי בייצור צפון אמריקה בגלל הפריסה האינטואיטיבית שלו וקלות של פתרון בעיות.כאשר משתמשים בה עבור איסוף נתונים, מדרגות לוגיקה לרוץ כתוב כדי להעביר ערכים למערך זיכרון ייעודי, עלייה בכתובות נגד, או להציב דגלים המתכוננים מסמך מסד נתונים מרחוק.

מערכת קידוד PLC Data Logging

רשומות נתונים ו-Memorial Maps

כל PLC מאחסן משתנים ברשומות נתונים (למשל, N-files באלן-Bradley, D-registers ב Mitsubishi, או DBs ב Siemens) עבור כניסה, המתכנתים מקצה בלוק מתפתל של רישומים כדי להחזיק את סדרת הזמן. רבים PLCs מודרניים מציעים הוראות רישום נתונים ייעודיות אשר כותב ישירות ל-FIFO (ראשון, תחילה) קובץ פנימי או זיכרון מאוחסן על גבי כרטיס פנימי.

טיים, עבריינים וטריגרים

לוגיקה של הסולם מסתמכת על צירים (טון, TOFF) ודלפק (CTU, CTD) כדי לשלוט במרווחי הרישום.לדוגמה, אורכו של 5 שניות עלול לירות בריצה שמציינת את הערך של קלט אנלוגי לתוך הרשומה הזמינה הבאה במערך של חומרת יומן.

פרוטוקול תקשורת

לאחר שהנתונים נלכדים, יש לייצא אותם.לסול לוגי לוגיית קידוד יכול להפעיל הוראות הודעה (למשל, חסימה MSG ב Rockwell, TCON ב Siemens) כדי להעביר נתונים על Ethernet/IP, Modbus TCP, OPC UA, או MQTT. בחירת הפרוטוקול הנכון תלויה במערכת במורד הזרם -SCADA, פלטפורמת ענן או HMI המקומי.

רכז-ב-Step-tlementation Guide

המדריך המקורי פרסם חמישה שלבים; אנו מרחיבים את אלה כאן עם פרטים מעשיים.

1. לזהות נקודות נתונים קריטיות

שיתוף פעולה עם מהנדסי תהליכים כדי לקבוע אילו משתנים באמת משפיעים על איכות המוצר, צריכת האנרגיה או בריאות הציוד. להימנע מלגור כל תג; במקום זאת להתמקד על FLT:0key ביצועים מחוונים של ביצועים מתקדמים 1 כגון זמן מחזור, דרךput, לדחות את קצב ואת נקודות הטמפרטורה הקריטיות.כלל טוב של אצבע הוא כדי להזין לפחות קלטות ופלט של כל לולאה.

תמונה: Memory Allocation

בתוכנית PLC, שמורה מערך נתונים ייעודי או קובץ עבור כניסה.אם PLC תומך סוגים נתונים מוגדרים למשתמש (UDTs), ליצור מבנה הכולל תזמון (תאריך וזמן משעון PLC), הערך המשתנים, ודגל איכות.אלקט מספיק זיכרון כדי להחזיק כמה שעות של נתונים בשער הדגימה שנבחר, או תוכנית עבור כתבי עת להעלאת שרת.

3.כתבו את ⁇ הסולם

יצירת שגרת ביצוע פעם לסריקה (או על הפרעה בזמן) כדי להעביר ערכי תג נוכחי לתוך מערך התגים. שיטה פשוטה משתמשת בדלפק כמציין: בכל פעם שהטריגר אמיתי, את ההאקרים הנגדיים ואת הערכים הנוכחיים מועתקים לתוך המיקום המערכים המאינדקס. כאשר המערך מלא, אתה יכול לנסח את הכניסה העתיקה ביותר (ציפר מעגלי) או להגדיר את הדגל כדי להעביר את החסימה.

דוגמה ללוגיקה (Seudo-ladder):

  • (ב) , אם כן, [17] , [17] , [17] , [17] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • Rung 2: Increment (FLT:0)
  • 3 (אם ⁇ :0) ⁇ Ptrulve 1 (ה) שווה ערך מקסימלי, להגדיר את גודל המערך:2Buffer FulloftureFLT 3) מעט כדי להתחיל העברת רשת.

4.העברת נתונים

השתמש בהוראות ההודעה של PLC כדי לשלוח את ה-buffer המלא למסד נתונים, שרת OPC, או קובץ שטוח בשרת FTP. עבור יישומים קריטיים של המשימה, לשקול גישה של שני שלבים: buffer מקומי קטן עבור נתונים אחרונים ו- marray מלא להעלות כל מחזורי N.תמיד לכלול טיפול שגיאה - אם ההעברה נכשלת, PLC צריך לשמור את הנתונים ונסה לאחר זמן קצר.

5. אימות וועדת

לפני הנחת המערכת לייצור, הפעל תרחיש מבחן שבו ערכים ידועים מוזרקים לתוך התהליך.בדוק כי הנתונים המתועדים מתאימים ערכי המקור, את הפעמיםאמפים הם מדויקים, ואת יומני הם להשלים. להשוות את השעון הפנימי של PLC (מסונכרן באמצעות NTP אם ניתן) נגד שרת ההקלטה כדי להימנע מסחף.

בחירת נקודות הנתונים הנכונות ואסטרטגיה ל-Sampling

אנליסטים מול אותות דיגיטליים

אותות Analog (4–20 mA, 0-10 V) מספקים מידע תהליך רציף והם משולבים בצורה הטובה ביותר בקצב שלוכד את הדינמיקה של המערכת - באופן רטי 10 עד 100 שניות עבור לולאות מהירות כמו שליטה בתנועה, או שנייה אחת עבור רוב התהליכים הטמפרטורה. אותות דיגיטליים (מתגים לימיטים, חיישנים קרביים, חיישנים) הם לעתים קרובות מקודמים כערכים או שינויים ממלכתיים.

שיעור הנפיחות והמידע מעל הראש

שיעור הדגימה גבוה יותר מגביר את השימוש בזיכרון ואת רוחב הפס התקשורת. למטרות אופטימיזציה, בדרך כלל צריך מספיק החלטה כדי לראות תהליך פנויות אבל לא כל כך הרבה כי אחסון הוא מוצפת. השתמש בחוק Nyquist: דגימות לפחות פעמיים את תדירות הריבית המהיר ביותר. ⁇ רבים מאפשרים שגרת כניסה מרובים פועל במרווחים שונים - למשל, צמיד איטי למגמה ומהירה לניתוח טרנספורמטיבי.

המונחים:Driven Logging

בנוסף ל-Fampling מבוסס זמן, אחסון מונע אירוע לוכד נתונים כאשר מצב מסוים מתרחש.לדוגמה, כאשר פקק מוצר מזוהה, PLC יכול להזין את 10 השניות של מהירויות, עמדות וזרמים קודמים. גישה זו מפחיתה נפח נתונים הכולל תוך שמירה על מידע אבחון.

אפשרויות אחסון ו-Transmission Options

זיכרון PLC

לכל PLCs יש כמות מוגבלת של זיכרון על הסיפון - מכמה קילובייט למספר מגה-בתים. תוכניות קטנות יכולות לאחסן יומני ישירות בטבלאות הנתונים של CPU, אבל היכולת מותשת במהירות. השתמש בזיכרון פנימי רק עבור קצר טווח קצר ( דקות עד שעות) או עבור חיץ מעגלי כי overwrite נתונים ישנים.

כרטיסי SD ו-USB Storage

רבים באמצע טווח PLCs (למשל, סימנס S7-1200, אלן-Bradley Micro800, Mitsubishi FX5U) תמיכה ב- SD או כונן USB. לוגיקה לסול יכול לכתוב קבצים CSV או יומני בינארי ישירות אל הכרטיס, אשר ניתן להסיר לאחר מכן לניתוח לא מקוון.זה פתרון יעיל עבור אתרים מרוחקים ללא תשתית.

OPC UA ו- MQTT

עבור יישומים תעשייתיים IoT (IIoT) יישומים, OPC UA או MQTT הם הפרוטוקולים המועדפים. OPC UA מספק דרך מאובטחת, פלטפורמה-independent לחשוף נתונים PLC ללקוחות, כולל גישה נתונים היסטוריים מובנה-בשיתוף נתונים. MQTT הוא קל ואידיאל עבור שילוב ענן - Many PLCs מציעים כעת MQTT לפרסם הוראות בסולם הלוגיקה.

מסד נתונים ישיר (SQL)

כמה PLCs מתקדמים (כמו Beckhoff TwinCAT או Siemens S7-1500) יכולים לבצע שאילתות של SQL כדי לכתוב ישירות למסד נתונים של Microsoft Server או MySQL. זה מסיר את הצורך ב-Microtra Gateway, אבל ההיגיון הסולם חייב לטפל בניהול חיבור שגיאות עסקה בזהירות.

ניתוח נתונים מותאמים לעיבוד

ניתוח Trend Analysis

פיזור משתנה לאורך זמן מגלה סחף ארוך טווח, שינויים, ותנודות.לדוגמה, עלייה הדרגתית של זרם המנוע עשוי להצביע על הנושאת ללבוש זמן רב לפני שכשל מתרחשת.מרבית מערכות SCADA כוללות תרשימים אופנתיים, אך כלים מיוחדים כמו FLT:0Python עם פנדהFLT:1 או FLT:2Ex Powers Quecel PowerFLTer מציעים 3 עבור מהנדסים עמוקים יותר.

בקרת תהליכים סטטיסטית (SPC)

יומני נתונים מאפשרים ⁇ בקרה (X-bar, R, CUSUM) אות זהה כאשר תהליך הופך להיות מחוץ ל-target. לוגיקה לdder יכול אפילו לנסח סטטיסטיקות פשוטות (הממוצע, סטייה סטנדרטית) בתוך ודגל מחוץ לתנאי שליטה בזמן אמת.

תחזוקה חיזוי

על ידי תיקון ערכים מחוברים עם היסטוריה של ציוד, אלגוריתמים יכולים לחזות שנותרו בחיים שימושיים.נתוני Vibration, טמפרטורה, ודלפק זמן ריצה הם קלטות נפוצות.לוגיקה הסולם עשויה להזין "אינדקס נשבעת" המצטבר, אשר בעת מעבר לסף, גורם התראה תחזוקה.

דשורד וויזואליזציה

(ב) כלי הדמיה מודרניים כמו:0 (IgnitionFreaLT:1 , (FLT:2GrafanaFLT 3, או FLT:4 Node-REDigph:5 יכול לצרוך יומני נתונים PLC באמצעות OPC UA או MQTT ולהציג לוחות עת אמתיים.

שיטות טובות ביותר עבור Robust Data Logging

  • (ב) .0. [Time Synchronization:] השתמש ב-NTP כדי לשמור על שעון PLC מדויק.ללא דגימות נכונות, נתונים ממקורות מרובים לא ניתן לקשור.
  • (ב) ⁇ :0) ,9 (ב) ,9) ,(ב) ,(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ (ה) לתהליכים קריטיים, ליישם נתיב כניסה משנית - למשל, נתוני buffer באופן מקומי ובו זמנית לשלוח להיסטוריון מרוחק.
  • (FLT:0) סודיות: נתונים מוצפנים כאשר הם מעבירים ברשתות ציבוריות; השתמש ב- TLS עבור OPC UA ו- MQTT. מגבילים גישה פיזית לאחסון הניתן להחלפה.
  • (FLT:0) נחשבות למחזור: 1FLT:1, שגרות של חסימה כבדה יכולות להגדיל את זמני סריקת PLC. השתמש במשימה מונעת הפרעה לגלישה במידת האפשר, ולהימנע ממתמטיקה מורכבת בתוך הסריקה העיקרית.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,(Tag נאוינג אמנה: FLT:1, ויקרא י') , ויקרא שם (למשל, ⁇ :2 ⁇ 1 Temperature Zone3FLT 3) פשטות על ידי ניתוח והופכת את הלכידות לשיפוט עצמי.

אתגרים ופתרונות

הגבלת זיכרון

על PLCs ישנים יותר, גודל שולחן נתונים מוגבל מאוד.FLT:0 (Solution: ⁇ ) 1 (ה) השתמש ב- buffer מעגלי עם עומק הניתן להגדרה, או לשלוח נתונים גבוה יותר מאשר שיעור המילוי.

אובדן נתונים במהלך כשלי תקשורת

אם הרשת יורדת, ייתכן שהנתונים המושפעים יאבדו.

« הזמןאמפ ד"ר

PLCs ללא שעונים מגיבוי סוללה לאבד זמן על מחזור כוח. Solution:FLT:1 השתמש לקוח NTP ב PLC (זמין במודלים חד-ממדיים של Ethernet) או להפיק זמן ממודול GPS.

ההרחבה Scan Cycle Interference

שגרת אחסון מורכבת מגבירה את זמן הסריקה ויכולה להגיב Jitter I/O. (FLT:0Solution: FLT:1 Offload to a ייעודי Communications Process or use a נפרדת רקע שפועל באופן סינכרוני (למשל, סימנס S7-1200 "זמן של היום להפריע").

יישומים אמיתיים

המונחים: Line Optimization

צמח טבוט של משקה התקין נתונים על כל מד זרימת המחץ של שסתום ומיקום אקטוטור. על ידי ניתוח מגמות במשרה מלאה על שינוי, מהנדסים זיהו שסתום אחד אשר האטה באופן עקבי לפני קופה. תחזוקה מונעת הוקמה, צמצום זמן עד 18%.

טיפול כימי

בשירות מים עירוני, ה- PLC מזין pH, כלורין, וקצב זרימה כל 30 שניות.הלוגים נשלחים באמצעות Modbus לשרת SCADA המקומי.המידע ההיסטורי סייע להתאים נקודות ציון עונתיות, לחסוך 12% בעלויות כימיות תוך שמירה על עמידה.

CNC Machine Tool Health

מפעל רטרופוץ מכונות CNC ישנות יותר עם PLC כי לוגות לטעון ספיןדל, שגיאות מיקום ציר, טמפרטורה קרירה.דגלים לוגיקה הסולם בכל פעם עומס הספין-דל עולה מעל סף.ההלוגים חשפו דפוס של ללבוש כלי שהתרחש לאחר 500 חלקים, המוביל למדיניות שינוי כלי יזום.

תפקידה של לוגיקה סולם במודרניזציה של נתונים

למרות עלייתם של מכשירים קצה והיסטוריונים בענן, ההיגיון של הסולם נותר הדרך הנגישת והדרונית ביותר ללכוד נתונים ממקור.מספר בקרים – כגון FLT:0Rockwell Automation series LogixFLT:1 ו-(FLT:2Siemens S7-500Siemens S7-500SLT 3:ship: עם הוראות איסוף נתונים בנויות בצורה חלקה עם סולמות של מספר מהנדסים; לא צריך להפוך כלי בקרה נוסף.

עבור צוותים בונים מערכות חדשות, לשקול שילוב של לוגיקה מדרגות עם פלטפורמה IIoT עבור ניתוחים מתקדמים.פרוטוקולים כמו FLT:0MQTTIRFLT 1 , להפוך את זה פשוט לדחוף את נתוני PLC לתוך עננים מחוונים מודלים למידת מכונה.

מסקנה

איסוף נתונים בלוגיקה הסולם אינו רק טכניקת רתיעה – זוהי שיטה מעשית, גבוהה-עוצמה ללכידת הנתונים הדרושים כדי לייעל תהליכים תעשייתיים. על ידי בחירת המשתנים הנכונים, תצורת זיכרון ותזמון בזהירות, וליישם מנגנונים חזקים, מהנדסים יכולים להתחיל לחשוף חוסר יעילות, לחזות כישלונות ולשפר את איכות המוצר.