وقتی صحبت از ردیابی داده های قطعه در طول فرآیند یا مونتاژ یک ماشین می شود، چند گزینه وجود دارد. با توضیح تنها چند روش متداول همراه باشید.
تجهیزات مونتاژ خودکار، مانند خطوط مونتاژ خودرو، داده ها را با اضافه شدن قطعات به پالت ها یا ایجاد مجموعه های نهایی تولید می کنند. این داده‌ها گاهی اوقات می‌توانند بسیار مهم باشند و باید سال‌ها ذخیره شوند.
به عنوان مثال، در صنعت خودروسازی، اگر پس از خروج خودرو از کارخانه مونتاژ، فراخوانی برای قطعات خاصی وجود داشته باشد، باید به مالکان اطلاع داده شود. با ردیابی شماره سریال قطعات و ترکیب آنها با VIN، نمایندگی ها می توانند دقیقاً مشخص کنند که کدام خودروها و مشتریان ممکن است تحت تأثیر فراخوان قرار گیرند.
برخی از تجهیزات برای چرخه فرآیند خود داده تولید می کنند، اما پس از خروج قطعه از خط مونتاژ نگهداری نمی شوند. نوع داده، میزان و اینکه آیا باید حفظ شود، نقش مهمی در تصمیم گیری در مورد نحوه ردیابی داده ها در تجهیزات خود دارد.
شکل 1. درک نحوه ثبت و ردیابی داده ها از یک فرآیند تولید بسیار مهم است.
ذخیره سازی موقت داده: حافظه PLC
حافظه دیجیتال امروزه در اشکال مختلفی وجود دارد. حافظه رم و هارد دیسک اشکال معمول حافظه موقت و دائمی کامپیوتر هستند و معمولاً نسبتاً مقرون به صرفه و قابل ارتقا هستند. در مقابل، حافظه در یک PLC بسیار گران است و اغلب قابل ارتقا نیست. برخی از PLC ها از کارت های SD مارک دار یا کارت های CFast برای ذخیره سازی حافظه استفاده می کنند که می توان آنها را با اندازه های بزرگتر جایگزین کرد، در حالی که سایر حافظه های PLC به صورت سخت در داخل وصل شده اند و قابل ارتقا نیستند.
هر مرحله از منطق و هر برچسب حافظه را در PLC زیمنس مصرف می کند، و اکثر برنامه های PLC بسیار کوچک هستند، معمولاً کمتر از اندازه یک عکس دیجیتال با وضوح بالا.
برخی از PLC ها از کاربر می خواهند که بخشی از حافظه را به عنوان نگهدارنده تعیین کند، اینها تگ هایی هستند که در صورت چرخه برق به PLC، مقدار آنها حفظ می شود. این بانک حافظه تعیین شده از کل مقدار حافظه موجود برداشت می شود.
درک حافظه در یک PLC برای ذخیره سازی داده ها مهم است، زیرا بر خلاف یک دیتالاگر کامپیوتر، ما نمی توانیم به سادگی تعداد زیادی از نقاط داده را بارها و بارها در یک متن یا فایل CSV در PLC ذخیره کنیم. ثبت داده‌ها به صورت محلی روی کارت SD اغلب یک گزینه است، اما از نظر دسترسی بلادرنگ یا از راه دور محدود است. در دنیای متصل امروزی، گزینه های بسیار دیگری نیز وجود دارد.
ثبت بخشی از داده ها در حافظه PLC
هنگامی که یک مجموعه در یک ماشین خودکار مونتاژ می شود، داده هایی در مورد آن مجموعه تولید می شود، مانند زمان ایجاد، شماره سریال قطعات، انواع قطعات، پرچم های عبور/عیب و هرگونه داده نتیجه آزمایش. این داده ها باید با ورود مجموعه به هر ایستگاه از طریق دستگاه جریان یابد. همانطور که مجموعه در ایستگاه حرکت می کند، داده های بیشتری تولید می شود و باید ذخیره شود. با ایجاد مجموعه های بیشتر، داده های بیشتری تولید می شود.
همانطور که مطمئن هستم تا کنون می توانید بگویید، اگر داده ها را به صورت دوره ای شستشو نکنیم، حافظه PLC ما تمام خواهد شد. قبل از بازنویسی یا نابود کردن داده ها، باید بدانیم که آیا مشتری از ما خواسته است که داده های تولید شده را ذخیره یا نگهداری کنیم. برخی از برنامه‌ها تنها زمانی که مجموعه در دستگاه است به حفظ داده‌ها نیاز دارند، در حالی که سایر مشتریان باید داده‌ها را در سیستم دیگری بارگذاری کنند.
ردیابی داده ها در PLC
اگر فقط باید داده ها را تا زمانی که مجموعه در دستگاه است نگه دارید، ممکن است بتوانید از حافظه PLC برای ردیابی داده ها استفاده کنید. اکثر تجهیزات دارای یک حامل (شاید یک پالت) هستند که قطعات یا مجموعه ها را از ایستگاهی به ایستگاه دیگر منتقل می کند. این حامل ها اغلب دارای بارکد یا برچسب RFID برای شناسایی شماره حامل یا پالت به سیستم کنترل هستند.
شکل 2. یک نوع داده تعریف شده توسط کاربر را می توان برای ردیابی قطعه (بالا) ایجاد کرد، سپس یک آرایه از این UDT ها را می توان ایجاد کرد، یکی برای هر پالت یا مجموعه. تصویر استفاده شده توسط نویسنده
یک روش رایج برای ردیابی قطعات داخلی، ایجاد یک آرایه با محدوده کنترل کننده از داده های قطعه در یک UDT است که طول آن آرایه به اندازه تعداد پالت ها است. هنگامی که یک پالت وارد ایستگاه می شود، شماره پالت خوانده می شود و به عنوان نشانگر در آرایه ردیابی قطعه استفاده می شود. مقدار شاخص آرایه به یک برچسب محلی از همان نوع کپی می شود. اکنون ایستگاه می تواند روی اسمبلی کار کند و داده ها را در صورت نیاز به روز کند. پس از تکمیل ایستگاه، داده های محلی به فهرست آرایه کپی می شوند.
شکل 3. محصولات RFID می توانند داده ها را ردیابی کنند، اما اجازه می دهند داده ها خارج از برچسب های PLC باقی بمانند.
روش دیگر استفاده از تگ RFID است. این تگ ها را می توان چندین بار نوشت، به شرطی که داده های شما به اندازه کافی کوچک باشد و توان عملیاتی شما کم باشد، تمام داده هایی که تولید می شوند را می توان در تگ نوشت.
با ورود پالت به ایستگاه، داده ها از برچسب RFID خوانده می شوند. در حالی که این روش ممکن است ساده به نظر برسد، برچسب های RFID دارای تعداد محدودی از چرخه های نوشتن هستند. بنابراین اگر توان عملیاتی شما زیاد است، ممکن است برچسب ها را به صورت سالانه یا حتی ماهانه جایگزین کنید. تگ های RFID همچنین دارای محدودیت های حافظه هستند، با افزایش حداکثر حافظه، اندازه تگ و هد خواندن/نوشتن مورد نیاز نیز افزایش می یابد.
ردیابی داده ها با یک سیستم شبکه
اگر داده های شما نسبتاً بزرگ است یا مشتری نیاز دارد که داده ها برای مدت زمان کمی ذخیره شود، ممکن است مجبور شوید داده ها را از PLC به یک سرور لبه بارگذاری کنید. صادرات داده از PLC را می توان به روش های مختلفی انجام داد.
یک سرور OPC UA معمولاً استفاده می شود زیرا اکثر PLC ها، اگر نه همه، از این پروتکل پشتیبانی می کنند. اگر PLC شما از OPC UA به صورت بومی پشتیبانی نکند، می توان نرم افزار شخص ثالث را خریداری کرد. هنگامی که داده ها در معرض سرور OPC UA قرار می گیرند، می توان آنها را به یک پایگاه داده رابطه ای وارد کرد.
شکل 4. سیستم های شبکه می توانند مقادیر زیادی از داده ها را به صورت خارجی در PLC یا خارج از محل از تسهیلات ذخیره کنند.
برخی از شرکت ها ممکن است روش DIY بیشتری را انتخاب کنند و یک شنونده TCP بسازند. پیام های TCP از PLC با داده های موجود در بار ارسال می شوند. شنونده سرویسی است که در رایانه لبه قرار دارد و پیام ها را دریافت می کند، داده ها را رمزگشایی می کند و داده ها را در یک پایگاه داده رابطه ای ذخیره می کند.
صادر کردن داده ها از PLC می تواند زمانی اتفاق بیفتد که قطعه از تجهیزات تخلیه شود یا بعد از هر ایستگاه اتفاق بیفتد. مشابه روش آرایه و شاخص ذکر شده در بالا، هر بار که پالت وارد ایستگاه می شود، داده ها از پایگاه داده بازیابی می شوند. هنگامی که کار ایستگاه کامل شد، داده های جدید به پایگاه داده بازگردانده می شوند.
سخن پایانی
تصمیم گیری در مورد نحوه ردیابی داده های بخش گاهی اوقات می تواند دشوار باشد. اگر تصمیم به ردیابی در PLC دارید و داده ها در طول پروژه رشد می کنند، ممکن است در اجرای یک سرور لبه در پروژه خود گیر کرده باشید.
سعی کنید الزامات جمع آوری داده ها را در اوایل مرحله طراحی درک کنید. اگر آزمایشی وجود دارد یا اگر چندین قسمت با شماره سریال وجود دارد، احتمالاً باید تمام آن داده ها را ردیابی کنید. اگر یک سرور لبه را یکپارچه می کنید، مطمئن شوید که برنامه ای برای تخلیه داده ها در ذخیره سازی طولانی مدت دارید. بهترین روش برای ذخیره سازی داده ها این است که آن را ساده نگه دارید، فقط آنچه را که نیاز دارید جمع آوری کنید، و سعی کنید مکان هایی را که داده ها را در آنها بازنویسی می کنید کاهش دهید.
