西門子OPCENTER如何助力黑燈工廠——Automation Gateway(下)
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在“上篇”中我們對(duì)OPCENTER EX FN 中的模塊Automation Gateway的基本概念已經(jīng)有了基本認(rèn)識(shí)。那么在這篇中我們將繼續(xù)對(duì)該模塊的配置方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。OPCENTER EX FN Unified Domain Model 提供了一個(gè)特定的數(shù)據(jù)模型,即 Automation Gateway 數(shù)據(jù)模型,使用它可以與自動(dòng)化層連接。
自動(dòng)化數(shù)據(jù)模型依賴于一組可用于對(duì)自動(dòng)化數(shù)據(jù)源(如工廠機(jī)器和工具)進(jìn)行建模的實(shí)體(自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型和自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例),以及一組必須配置為與控制系統(tǒng)通信的屬性(自動(dòng)化參數(shù))。此工程層由Automation Gateway 應(yīng)用程序表示。自動(dòng)化數(shù)據(jù)模型中的工程配置最終完成后,就可以在 Automation Gateway Server 上激活此配置。此操作會(huì)根據(jù)操作數(shù)據(jù)域調(diào)整 Automation Gateway 應(yīng)用程序的工程配置、將自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)配置激活到Automation Gateway Server,包括特定 HMI RTIL 平臺(tái)服務(wù) (CPM) 的配置文件,該平臺(tái)服務(wù)用于在運(yùn)行時(shí)管理自動(dòng)化節(jié)點(diǎn),以及這些節(jié)點(diǎn)與已配置的 OPC 服務(wù)器或PLC 的連接。激活過程通過一組分布式的、由事件驅(qū)動(dòng)的操作實(shí)現(xiàn),它們要么都成功,要么都失敗。如果失敗,可以更正工程配置然后強(qiáng)制重置。
什么是自動(dòng)化實(shí)體
自動(dòng)化實(shí)體是用于在 Automation 應(yīng)用程序中配置和激活自動(dòng)化層集成的實(shí)體。它們是在主數(shù)據(jù)域中生成,然后激活到Automation Gateway Server 的自動(dòng)化類型、自動(dòng)化實(shí)例和自動(dòng)化通道。
?自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型
節(jié)點(diǎn)類型表示可連接到自動(dòng)化層的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以表示抽象的設(shè)備類型、機(jī)器、工具或任何其他自動(dòng)化數(shù)據(jù)分組。它們包含了自動(dòng)化參數(shù)。
?自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例
這些實(shí)例基于自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型,用于映射真實(shí)世界的工廠對(duì)象,如機(jī)器、工具或傳感器。它們的主要功能是對(duì)這些工廠對(duì)象建模,并啟用與字段的數(shù)據(jù)交換。對(duì)自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型所做的任何更改都將傳播到所有相關(guān)的自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例。
?自動(dòng)化信道
這些實(shí)體定義了自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例用于連接到自動(dòng)化層的通道。通道表示與特定 OPC服務(wù)器或特定 PLC 的連接,因此標(biāo)識(shí)用于建立連接的驅(qū)動(dòng)程序(OPC 或 S7)。這些實(shí)體都將被激活到 Automation Gateway Server,并用于配置數(shù)據(jù)采集文件。此外,自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例也將復(fù)制到OPCENTER EX FN 操作數(shù)據(jù)域中,以供需要鏈接到自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)的其他運(yùn)行時(shí)實(shí)體使用。由于主數(shù)據(jù)域中自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例和操作數(shù)據(jù)域中自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)之間的分離,所以可以在不停止運(yùn)行時(shí)AutomationGateway Server 的情況下更改工程配置。
什么是自動(dòng)化參數(shù)
為了與自動(dòng)化層集成,自動(dòng)化數(shù)據(jù)模型應(yīng)用了類型/實(shí)例模式。自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型包含了基本屬性,而自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例則映射了通過自動(dòng)化通道連接的自動(dòng)化層標(biāo)記。根據(jù)類型/實(shí)例模式,應(yīng)用于自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型屬性的更改將自動(dòng)傳播到所有相關(guān)的自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例。
自動(dòng)化層集成的關(guān)鍵要素是自動(dòng)化參數(shù)。
自動(dòng)化參數(shù)是OPCENTER EX FN 實(shí)體,這些實(shí)體指定了數(shù)據(jù)采集通道(即在自動(dòng)化通道實(shí)體中配置的OPC)、一組連接到源設(shè)備(即 OPC 服務(wù)器)中標(biāo)記的地址參數(shù)、采集周期間隔以及平滑模式。從源設(shè)備標(biāo)記中調(diào)用的值為運(yùn)行時(shí)值。它們不保存在OPCENTER EX FN 數(shù)據(jù)庫(kù)中,而是保存在Automation GatewayServer 中。因此,有必要使用特定 API 對(duì)此類數(shù)據(jù)執(zhí)行讀寫操作。
為了在 Automation 應(yīng)用程序和 AutomationGateway Server 配置中正確地調(diào)整配置,自動(dòng)化信道、自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型和自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例都應(yīng)用了特定的狀態(tài)機(jī)。應(yīng)意識(shí)到此生命周期以更好地了解更改后必需執(zhí)行的批準(zhǔn)和激活實(shí)體的操作。
高效、靈活、簡(jiǎn)單的工作流程——配置方法
管理自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)的方法
配方方法自然也是非常簡(jiǎn)單,只需要安裝如下步驟在 Automation 應(yīng)用程序提供的工程頁(yè)面中管理自動(dòng)化節(jié)點(diǎn),利用這些節(jié)點(diǎn)可以與自動(dòng)化層通信。通過執(zhí)行以下步驟來(lái)配置自動(dòng)化層集成方案。
1.配置并批準(zhǔn)自動(dòng)化渠道。
2.配置并批準(zhǔn)自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)類型,然后添加其自動(dòng)化參數(shù)。
3.配置并批準(zhǔn)自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)實(shí)例及其自動(dòng)化參數(shù)。
4.激活運(yùn)行時(shí)集成。
通過簡(jiǎn)單的上述四個(gè)步驟就可以方便的建立自動(dòng)化層與MOM平臺(tái)的集成方案。
自動(dòng)化參數(shù)數(shù)據(jù)類型
自動(dòng)化參數(shù)數(shù)據(jù)類型如下表提供了 Automation Gateway Server 支持的數(shù)據(jù)類型、相應(yīng)的C# 類型和 OPC 支持的類型以及可能的相關(guān)轉(zhuǎn)換。
自動(dòng)化參數(shù)的值可以設(shè)為相同類型的值或兼容類型的值。下表總結(jié)了類型之間的兼容性:
可對(duì)任何具有某些限制的Automation Gateway Server 數(shù)據(jù)類型應(yīng)用轉(zhuǎn)換,在下表中記錄。
表的橫坐標(biāo)包含轉(zhuǎn)換目標(biāo)類型,而縱坐標(biāo)包含要轉(zhuǎn)換的類型。對(duì)于所有必需的轉(zhuǎn)換,將執(zhí)行對(duì)維度的檢查,在某些情況下會(huì)返回錯(cuò)誤(例如,如果嘗試將 Int16 轉(zhuǎn)換為 Double)。表格使用下列約定:
? R:如果值不超過目標(biāo)類型范圍,則執(zhí)行轉(zhuǎn)換(例如,如果字節(jié)范圍從 0 到255,則不能將 256從整數(shù)轉(zhuǎn)換為字節(jié));
? I:隱式(C 型)轉(zhuǎn)換;
? T:如果值大于 0,則函數(shù)返回 True。否則返回False。
監(jiān)視運(yùn)動(dòng)軌跡(連接狀況監(jiān)控)
有關(guān)與每個(gè)自動(dòng)化參數(shù)值相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量狀態(tài)(不佳、良好、不確定)和質(zhì)量子狀態(tài)的描述,在AutomationQualityStatus 枚舉和 AutomationQualitySubStatus 枚舉。特別地,可以使用括號(hào)中的引用了質(zhì)量子狀態(tài)的代碼(例如QcsBConfigError)來(lái)搜索平臺(tái)參考聯(lián)機(jī)幫助中的完整描述。
我們還可以通過HMI RTIL 平臺(tái)軌跡查看器,用于實(shí)時(shí)監(jiān)視從Automation Gateway Server 發(fā)送的軌跡。可啟用/禁用軌跡嚴(yán)重性以及按軌跡進(jìn)行過濾,并將其導(dǎo)出至文本文件??蓪④壽E查看器中的軌跡保存到文本文件或CSV 文件中。
寫在最后的一點(diǎn)總結(jié)
由于篇幅關(guān)系,這里無(wú)法將所有的OPCENTER EX FN Automation Gateway模塊功能都詳細(xì)的一一細(xì)數(shù)。但是希望通過上、下兩篇的短文介紹給讀者提供一種思路和啟發(fā),在面對(duì)未來(lái)工廠越來(lái)越自動(dòng)化、機(jī)器人化、無(wú)人化的應(yīng)用場(chǎng)景下,在減少人對(duì)生產(chǎn)制造的前提之下??紤]采用輕量化、一體化的數(shù)字化工廠架構(gòu)來(lái)幫助我們快速打通自動(dòng)化與信息化的通道。讓我們?cè)趹?yīng)對(duì)特殊時(shí)期的時(shí)候更加游刃有余。
(審核編輯: Doris)