Endüstriyel Otomasyon Sistemleri için Blok Diagramları Tasarlamak

Endüstri Otomasyonu için Blok Diagram Tasarımının Temelleri

Blok diyagramları, endüstriyel otomasyon sisteminde iletişimin arka kemiği oluştururlar. Karmaşık makine mantığını, yükleme sırasında hataları azaltan ve elektrik dağıtımını tüm teknisyenler, teknisyenler ve proje yöneticileri okuyabilmektedir. Güçlü bir blok diyagramı sadece şov kutularından ve oklardan daha fazlasını yapar; sistem mimarisine, kontrol hiyerarşisine ve yükleme sırasında hataları azaltan bir şekilde sinyal akışı yapar, programlama ve sorun gidermeye çalışır.

İyi yapılandırılmış bir blok diyagramının değeri tasarım aşamasının ötesine geçer. Fabrika zemininde, bu diyagramlar otomasyon sisteminin tüm yaşam döngüsü boyunca kar kargalar için bir işletimsel varlık haline gelir ve yeni personel eğitimi alır.Bir sensör başarısız olduğunda, bir motor duraklamazsa, blok diyagramı, bakım ekiplerinin problemi hızla geri doğru takip etmesine yardımcı olur.

Bir Block Diagram Etkiliyor

Etkili bir blok diyagramı sadece doğru değildir; onun düzeni, etiketleme ve detay seviyesine yönelik niyettir. birincil hedef, okuyucu için bilişsel yükü azaltmaktır. Her blok bir işlevsel birimi temsil etmelidir ve her ok ayrı bir sinyal veya güç yolunu temsil etmelidir. Clutter, bir tek diyagrama kadar korkutucu olduğunda, okuyucu büyük resmi görme yeteneğini kaybeder.

Standartlaştırma eşit derecede önemlidir. Kontrol sistemi için tutarlı şekiller, çizgi stilleri ve bir projedeki tüm diyagramlar arasında bir notasyon kongreleri kullanarak, efsaneleri yeniden öğrenmeden sayfaların arasına geçişlerini sağlar. Birçok kuruluş ISA-5.1 gibi standartları benimsemekte veya IEC 61131 kontrol sistemi için bir standart altında çalışmıyorsa, iç bir stil rehberi oluşturmak zaman tasarrufu sağlayacaktır.

Mantıksal akış, diğer öngörülemeyen bir prensiptir. Arrange bloklar, sinyal akışının doğal yönü sağ veya üstten alta doğru hareket eder.Dekanlar ve düğmeler sol veya üst düzeye ait olarak döndürür.Dekanlar ve mantık elemanları ortaya gider.

Otomasyon Blok Diagrams'ta Çekirdek Bileşenler

Her endüstriyel otomasyon blok diyagramı, bu kategorileri anlamak ve birbirleriyle nasıl ilişkili olduklarını anlamak, her iki doğru ve kullanışlı olan yapılar için önemlidir.

Etkili Blok Diagrams için Tasarım Prensleri

Kanıtlanmış tasarım ilkelerinin bir setinin ardından blok diyagramlarınızı daha profesyonel ve daha kolay hale getirecek. Bu ilkeler hızlı bir konsept çizip çok milyon dolarlık bir üretim hattı için ayrıntılı bir diyagram çizip çizeceğinizi uygulamaktadır.

Sik ve Abstraction

Özet, sadece diyagramın amacına hizmet eden bilgiler dahil olmak üzere sanattır. Yüksek seviyeli bir sistem blok diyagramı, her teli veya her ayarı bir sürücü içinde göstermeli. fonksiyonel blokları ve ilişkilerini göstermelidir. Detaylar üst düzey mimari görünümünde değil.

Daha ayrıntılı göstermeniz gerektiğinde, bir hiyerarşik yaklaşım kullanmayı düşünün. Büyük alt sistemleri gösteren bir genel diyagram oluşturun ve sonra her alt sistem için ayrı blok diyagramları oluşturun. Bu, her bir diyagramı temiz tutar ve hala bir set olarak görüntüyü sağlarken okunabilir.

Sembollerde ve Notasyonda Yeterlik

Konsolosluk profesyonel bir mühendisin salon işaretidir. Her blok şekli, çizgi tarzı ve etiket tüm proje boyunca aynı şeyi ifade etmelidir. Bir diyagramda bir PLC için bir dikdörtgen kullanıyorsanız, aynı bileşen için aynı bir cümle için geçiş yapmazsınız.

Renk bilgi eklemek için güçlü bir araç olabilir, ancak her bir diyagramda veya bir proje çapında referans sayfasında mavi kullanabilirsiniz.

Clear Labeling ve Annotation

Her blok, sistemdeki bileşeni tanımlayan eşsiz bir etikete sahip olmalıdır. Kontrol sistemi yazılımlarında kullanılan etiket numaraları ve şematikleri ölçen tutarlı bir isim kullanmalıdır. Örneğin, bir sıcaklık sensörü etiketlenebilir:0)TE-101).

Blok etiketlerinin yanı sıra, sinyal yollarını yazın. Her bir okta bir sonraki sinyal tipi, aralık veya protokol yazın. analog sinyaller için, 4-20 mA veya 0-10 V. Dijital sinyalleri için, mantık seviyesini gösterir.

Mantıksal Akış ve Layoutout

Sistem fiziksel düzeni mümkün olduğunca aynaya sokmak için bloklar, ancak her zaman coğrafi doğruluk üzerinde açıklık önceliklendirir. Fiziksel düzen kafa karıştırıcı bir diyagram yaratırsa, haritayı açıklayan notlar eklemek için bloklar yeniden yapılandırır.

Signal akışı belirsiz olmalıdır. Her satırda veri veya güç taşıyan okları kullanın. Mümkün olduğunda geçiş hatları geçebilmeden kaçının, hatların elektrikle bağlantılı olmadığını göstermek için köprüler veya atlar kullanın.

Blok Diagram Tasarım için Araçlar ve Yazılım

Kalem ve kağıt erken beyin fırtınası aşamasında yer alırken, profesyonel endüstriyel otomasyon blok diyagramları uzman yazılım araçları kullanılarak oluşturulur. Doğru araç tutarlılığı uygulanabilir, dokümanları otomatik olarak oluşturabilir ve diğer mühendislik akışlarıyla bütünleştirebilir.

AutoCAD Elektrik

AutoCAD Elektrik elektrik, elektrik kontrol sistemi tasarımı için önde gelen bir araçtır. IEEE ve IEC gibi endüstri standartlarını takip eden simge kütüphaneleri içerir. Yazılım blok diyagramları oluşturmak için birçok yetkiliyi otomatikleştirmektedir, örneğin çapraz-referencing etiketi numaraları ve tel listeleri oluşturmak gibi.

Microsoft Visio

Visio, sistem mimarisi diyagramları için yaygın olarak kullanılan çok yönlü bir diyagramtır. Elektrik ve otomasyon sembolleri için stencils sunar ve sürükle-ve-kamp arabirimleri, temiz blok diyagramları hızla oluşturmak için kolaydır. Visio özellikle teknik olmayan paydaşları ile paylaşılması gereken üst düzey genel bakışlar oluşturmak için iyidir.

Lucidchart

Lucidchart gerçek zamanlı işbirliğini destekleyen bulut tabanlı bir şema platformudur. Aynı anda blok diyagramları üzerinde çalışmak zorunda olan dağıtılmış tasarım takımları için idealdir. Lucidchart, Jira ve Confluence gibi diğer aletlerle birlikte projeler için form kütüphanesi içerir.

EPLAN Electric P8

Ağır endüstriyel otomasyonda çalışan mühendisler için EPLAN Electric P8, tam proje mühendisliği yetenekleri ile blok diyagramı oluşturmayı birleştiren yüksek uçlu bir çözümdür. Otomasyon sistemi tasarımı, kablo planlaması ve tek bir ortamda panel düzeni destekler. EPLAN'ın veri tutarlılığı, karmaşık, çok disiplinli projeler için güçlü bir seçim yapmak.

SmartDraw

SmartDraw, EPLAN veya AutoCAD Elektrik'in yüksek uç özelliklerine ihtiyaç duyan mühendisler için daha küçük projeler veya daha küçük projeler için uygun hale getirmek için iyi bir denge sunuyor.

Pratik Uygulamalar ve örnekler

Blok diyagramları her endüstri otomasyonu sektöründe kullanılmaktadır. onların Yaylılığı onları sistem tasarımı, komisyonlama, bakım ve eğitim için değerli yapar. Aşağıda, blok diyagramlarının gerçek dünya sonuçları nasıl göründüğünü gösteren birkaç pratik uygulama vardır.

Assembly Line Control System

Bir otomotiv montaj hattında, birden fazla istasyon, PLC ve I / O raflar arasındaki farklı işlemleri gerçekleştirir. Bu tür bir sistem için blok diyagramı genellikle ışık perdeleri ve acil stop devreleri gibi bir dizi güvenlik bileşenleri gösterir, her biri standart kontrol sinyalleri ile ayrı ayrı olarak temsil edilmelidir.

Robotik Çalışma Hücreleri

Bir robot iş hücresi, bir veya daha fazla endüstriyel robot, son araç aracı, parça besleme cihazı ve vizyon sistemleri içerir. Robot kontrol mekanizması için robot kontrol cihazı, merkezi bir blok olarak, iletişim bağlantılarını kullanarak, cep telefonuna ve güvenlik kontrolörü yapan PLC.

Bir Batch Reaktör için Süreç Kontrolü

Kimyasal endüstride, bir reaktör sıcaklık, basınç ve tepkime eki gerektirir. Bu sistem için blok diyagramı, sıcaklık ve basınç için dağıtılmış bir kontrol sistemi (DCS) DCS çıktılarının kontrol sinyalleri buharlı su valflerine ve pompalara kadar uzanır.

Vaka Çalışması: Otomatik Ambalaj Sistemi

Otomatik bir paketleme sistemi, bir kutunun varlığını tespit eden ve sinyale ve kısa bir gecikmeden sonra, bir kalıp silindire aktif hale getiren bir kumanda sunar.The block diagram shows the product sensör detecting the resource of a box and send a signal to the PLC. The PLC processes the signal and, after a short delay, a command to the pnömatik valfs uses the pusher silindir.

Blok diyagramı, sistemin reçel veya eksik eylemleri tespit etmesi için bir zamanlayıcı ile programlanması gerektiğini gösteriyor. İkincisi, bu blok diyagramı ile ittileyici eylemi ayarlayabilecektir.

Blok Diagram Tasarımlarında Gelişmiş Düşünmeler

Otomasyon sistemleri karmaşıklıkta büyüdükçe, blok diyagramları yeni zorluklarla başa çıkmak için evrimmelidir. Modern sistemler üzerinde çalışan mühendisler siber güvenlik, fonksiyonel güvenlik ve dijital ikiz entegrasyon için dikkate almalıdır.

Siber güvenlik ve Network Topology

Endüstri 4.0'ın yükselişiyle, otomasyon sistemleri giderek daha fazla işletme ağlarına ve buluta bağlıdır. Block diagramları artık güvenlik kontrol sistemleri, sanal LANs (VLANs), ve ağ segmentasyonunu gösteren bir blok diyagramı. Bir güvenlik cihazları olmadan doğrudan internete bağlı olarak, endüstriyel saldırı algılama sistemleri gibi, kendi veri yollarıyla farklı bloklar göstermelidir.

Fonksiyonel Güvenlik ve SIL Ratings

Güvenlikle ilgili kontrol işlevleri kendi özel blok diyagramları gerektirir. Bu diyagramlar gösteriyor güvenlik röleleri, güvenlik PLC'leri ve reddant sensörü ve eylemci yolları. diagramları, güvenlik duvarının her güvenlik fonksiyonu için güvenlik duvarının (SIL) seviyesini gösterir. Örneğin, bir basın frenini koruyan bir güvenlik devreleri SIL 3 bileşene ihtiyaç duyabilir.

Dijital Twin ve Simülasyon Entegrasyonu

Modern blok diyagramları genellikle dijital ikiz modeller için başlangıç noktası olarak kullanılır. Bir dijital ikiz, simülasyon ve test için kullanılan fiziksel sistemin sanal bir kopyasıdır. Blok diyagramı, sistemin davranışını modellemesi için gereken bağlantı haritası sağlar. Blok diyagramı yeterli detayla oluşturulurken, simülasyon sanal test senaryoları çalıştırabilir ve fabrika zemininde çizilebilir.

Blok Diagrams korumak için en iyi uygulamalar

Blok diyagramları statik belgeler değildir. Sistem değiştirilmiş, yükseltilmiş veya genişletilir.Geçmişe kadar diyagramlar tutmak, birçok kuruluşla mücadele eden bir disiplindir, ancak ücretlendirme büyük.

Version Control and Revision History

Yazılım kodu gibi blok diyagramları tedavi edin. revizyonları takip etmek için bir versiyon kontrol sistemi kullanın. Her değişiklik tarihle girişilmelidir, yazar ve ne değiştirildiği ve neden olduğu hakkında kısa bir açıklama.Bu denetim izi, bir hatanın değiştirilmesinden sonra göründüğünde ve takım değiştirildiği şeyi anlamalıdır.

İnceleme ve Onay Lisansları

Bir blok diyagramı inşaat veya operasyon için serbest bırakıldıktan önce, resmi bir incelemeden geçmelidir.Rektör tasarımı mühendisi, bir akran ve son kullanıcı veya bakım ekibini içermelidir.Her inceleme cihazı, diyagramı kendi perspektifinden kontrol eder. Tasarım mühendisi teknik doğruluğu kontrol eder.

Diğer Dokümantasyon ile entegrasyon

Bir blok diyagramı izolasyonda mevcut değildir. Örneğin, PLC'nin kablolama bilgileri ile entegre edilmelidir, kontrol mantığı, panel düzeni ve materyallerin faturası. Blok diyagramı ve diğer belgelerin arasında geçişler açık olmalıdır. Örneğin, bir PLC'nin temsil ettiği bir blok, PLC'nin kablolama ayrıntılarının gösterildiği bir referans içermelidir.

Endüstri standartları, araçlama ve kontrol diyagramları için daha fazla okuma için, [FONT=0)IEC-5.1, cihazlama sembolleri ve kimlikleri için standart olarak ), (Döneticisel rehberlik) mühendislere temel olarak tasarlanmış temel sistemlerdir.IEC 61131 standart programlanabilir.IEC 61131 (SysML)[FONT)[DÜSTR):

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Endüstriyel otomasyon sistemleri için blok diyagramları tasarlamak, basit iletişim ile teknik bilgileri birleştiren bir yetenektir. İyi hazırlanmış bir blok diyagramı, sistemin tüm sistemi için tek bir gerçek kaynağı olarak hizmet eder, daha hızlı tasarım, daha güvenli bir komisyonlama ve daha etkili bir sorun giderme.Sessiz bir blok diyagramı ilkelerine ikna ederek, doğru araçları kullanarak, mühendisler sadece doğru olmayan hataları yaratabilirler, sistemin tüm yaşamının tamamının tamamının tamamının otomatikleştirilmesine olanak sağlar.