關於工廠自動化

早期工廠製程部分全靠有經驗的操作人員,以手動或是目視的方式來操控,在精度方面當然是不理想的,而後PLC興起,PLC成為工廠自動化不可或缺的設備之一。 工業自動化多以自動設備取代高危險、單調性、高頻率的人力行為,如取熱鑄件、每隔幾分鐘取料、組裝線。 透過自動化的設備導入,協助解決人資調漲、技術斷層、品質穩定的狀況。

圖控軟體(SCADA)的崛起

圖控軟體的崛起是因為近年來電腦的興盛以及使用者需要更有親和力的操作介面,資料的收集及報表的資訊對工廠管理者是不可或缺的資料, 另外利用圖控軟體來取代昂貴傳統的大型馬賽克操作板也是一種趨勢,所以,透過PLC或是DCS作現場操控,後端再將資料接進圖控軟體, 進而製作統計資料或是與資料庫連結,這樣的架構是目前工廠自動化最常用的架構。

三惟資訊成員藉著早期在台泥各廠全場自動化的經驗,進而將自動化技術推廣於半導體廠、電子業、玻璃業、爐業、空調業等等,陸續建置許多系統。

關於工廠自動化系統

業主要求整合現場各種品牌PLC或是設備約80餘台,每台皆為獨立的系統,PLC廠牌包括Omron、三菱A-type、三菱FX-type、三菱A-type Modbus介面、ModbusTCP控制器。 OPC Server透過MG5001以Virtual com模式與現場PLC通信取得現場數值。

使用市售圖控軟體設計人性化操作畫面,方便User監看現場生產數據。 廠區辦公室工作人員可使用IE透過區域網路瀏覽現場即時資料,並可跨廠區監看。 之後業主添購大型即時資料庫系統(PI),由於前端生產機台資料已整合至OPC Server中, PI也支援OPC Server架構,所以可以快速將重要製程數據存入PI系統,以供相關部門分析。

專案系統需求:

1. 圖控軟體(SCADA) x 2

2. Melsec Ethernet OPC Server x 2

3. Melsec Serial OPC Server x 2

4. Omron FINS Serial OPC Server x 2

5. Omron FINS UDP OPC Server x 2

6. ModbusTCP OPC Server x 2

7. SQL Server2005 x 2

8. ADAM 4571 x N

9. 電腦x 2

專案系統架構圖:

工廠自動化系統1架構圖

關於工廠自動化系統

科技廠MIS部門使用VB.NET開發簡易工廠監控程式系統,整合三菱A/Q系列PLC與Yokogawa Ethernet系列PLC, 並透過MG-5001模組將現場RS232訊號轉為Ethernet介面。OPC Server介面搭配OPC to DB軟體定時儲存資料於MS SQL資料庫。

專案系統需求:

1. OPC to DB x 1

2. Melsec Ethernet OPC Server x 1

3. Melsec Serial OPC Server x 1

4. Yokogawa FA-M3 Serial OPC Server x 1

5. Yokogawa FA-M3 Ethernet OPC Server x 1

6. MG-5001 x N

7. 電腦x 1

專案系統架構圖:

工廠自動化系統2架構圖

關於工廠自動化系統

科技廠整合大型PLC機台、電力電錶、人機等至中央監控系統,現場電力電錶提供標準Modbus通信埠。 監控軟體透過Modbus OPC Server取得現場電力數據。

選擇加裝隔離雜訊的N-Port與隔離通信線以減少干擾,現場電力電錶透過RS485通信埠串接並設定不同Modbus站號。

專案系統需求:

1. 圖控軟體(SCADA) x 1

2. Melsec Ethernet OPC Server x 1

3. Melsec Serial OPC Server x 1

4. Modbus OPC Server x 1

5. MG-5001 x N

6. MG-5001 x N(裝有隔離雜訊裝置)

7. 電腦x 1

專案系統架構圖:

工廠自動化系統3架構圖

關於工廠自動化系統

整合兩個廠房各種品牌PLC、人機設備約150餘台,利用MG-5001模組將RS232通信訊號轉為Ethernet介面,方便整合全廠系統。

使用套裝圖控軟體,依權限區分資料,查詢機台運轉、警報狀態、類比訊號曲線及歷史趨勢圖。

專案系統需求:

1. 圖控軟體(SCADA) x 2

2. Melsec Ethernet OPC Server x 2

3. Melsec Serial OPC Server x 2

4. Omron FINS Serial OPC Server x 2

5. Omron FINS UDP OPC Server x 2

6. ModbusTCP OPC Server x 2

7. SQL Server2005 x 2

8. ADAM 4571 x N

9. 電腦x 2

專案系統架構圖:

工廠自動化系統4架構圖

關於工廠自動化系統

整合兩種品牌PLC約10餘台,利用MG-5001模組將RS232訊號轉為Ethernet介面。

使用套裝圖控軟體,依權限/班別區分,查詢機台運轉、警報、類比訊號及歷史趨勢圖。

專案系統需求:

1. 圖控軟體(SCADA) x 1

2. Melsec Serial OPC Server x 1

3. Omron FINS Serial OPC Server x 1

4. MG-5001 x N

5. 電腦x 1

專案系統架構圖:

工廠自動化系統5架構圖

關於工廠自動化系統

工研院開發風力、氣力、水力等發電研究設備,使用IFix做中央監控,透過AB DF1 Serial OPC Server取得PLC資料。 搭配iClient與iWeb套件讓分散實驗室可讀取資料。

使用OPC to DB軟體定時儲存資料於MS SQL,研究員可自由增/刪OPC Server與儲存點。

專案系統需求:

1. iFix圖控軟體(SCADA) x 1

2. iClient圖控軟體(SCADA) x 1

3. iWeb圖控軟體(SCADA) x 1

4. OPC to DB x 1

5. AB DF1 Serial OPC Server x 1

6. 電腦x 3

專案系統架構圖:

工廠自動化系統6架構圖

關於工廠自動化系統

科技廠內製程輔助設備如Pump、Scrubber、電力電錶、差壓計、負壓計整合,Pump OPC Server可即時監控分析設備狀態。 資料即時儲存至MS SQL,可提供意外停機分析依據。

專案系統需求:

1. 圖控軟體(SCADA) x 1

2. OPC to DB x 1

3. Pump專屬OPC Server

4. N-Port devices x N

5. 電腦x 3

專案系統架構圖:

工廠自動化系統7架構圖

關於工廠自動化系統

電子廠無塵室液漏偵測系統,Modbus OPC Server取得液漏子機資料,搭配蜂鳴器警示與GSM簡訊通報,提醒現場液體外洩。
註1:液漏偵測主機配RS485標準Modbus通信埠,鋪設400-600M偵測線。

專案系統需求:

1. 圖控軟體(SCADA) x 1

2. GSM簡訊系統 x1

3. Modbus OPC Server x 1

4. 電腦x 1

專案系統架構圖:

工廠自動化系統8架構圖