Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất FMS&CIM: Chương 4

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

M C & S M F

Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất FMS & CIM

t ấ u x

n ả s

h n ì r t

á u q

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Nội dung môn học

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chương 4: Hệ thống lãnh đạo

quá trình sản xuất

4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất

4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành (BDE)

4.3 Phương pháp điều khiển gia công

4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công

M C & S M F

t ấ u x

4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)

n ả s

h n ì r t

4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt

á u q

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Giới thiệu khái niệm

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

FMS: Flexible Manufacturing System Hệ thống sản xuất linh hoạt

CIM: Computer Integrated Manufacturing Sản xuất tích hợp trợ giúp máy tính CAD: Computer Aided Design

Thiết kế có trợ giúp máy tính CAM: Computer Aided Manufacturing

Sản xuất có trợ giúp máy tính

M C & S M F

CAP: Computer Aided Planning

t ấ u x

Lập kế hoạch có trợ giúp máy tính

n ả s

CAQ: Computer Aided Quality Control

Kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính

h n ì r t

á u q

PP&C: Production Planning and Control

Lập kế hoạch sản xuất, vật tư, thời gian và kiểm tra hệ thống sản xuất

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Mặt bằng chức năng trong các công ty sản xuất công nghiệp

Dịch vụ

Marketing

Kế hoạch sản xuất

Tiêu thụ

Phát triển(CAE)/ Kết cấu (CAD)

Mua sắm

Đảm bảo chất lượng (CAQ)

Chuẩn bị công việc Chuẩn bị gia công

Kế hoạch công việc Kế hoạch gia công (CAP)

Dòng thông tin kỹ thuật liên quan đến sản phẩm

Điều khiển công việc Kế hoạch và điều khiển sản xuất(CAP)

M C & S M F

t ấ u x

Điều khiển gia công

Kho

n ả s

Dòng thông tin kỹ liên thuật quan đến nhiệm vụ

Vật liệu thô Chi tiết gia công từng phần

Kiểm tra

Gia công từng phần

Bảo quản

h n ì r t

Lắp ráp

á u q

Gửi đi

Vận tải

a ó h

Kết quả

Gia công CAM

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Dòng thông tin (Điều khiển gia công)

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Nhiệm vụ điều khiển gia công

Những dòng thông tin chính từ/tới việc điều khiển gia công

•Quản lý nhiệm vụ gia công

Kế hoạch công việc, chương trình NC

Dữ liệu sửa chữa

•Phân chia nhiệm vụ gia công

•Giám sát xưởng (Giám sát khu vực gia công)

Nhiệm vụ sản xuất, đặt trước nơi sx thay đổi nhiệm vụ Dữ liệu sản xuất, cải tiến nhiệm vụ, đăng ký khả năng, lượng và nguyên nhân phế phẩm, dao động vật liệu Thông báo chất lượng

Số lượng và nguyên nhân phế phẩm

Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ

Nhiệm vụ lưu trữ

M C & S M F

t ấ u x

Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ thay đổi nguyên liệu, Yêu cầu công cụ, dữ liệu sửa chữa Nhiệm vụ công việc

3

n ả s

1 Tình trạng bảo quản và sửa chữa

2

h n ì r t

Đề nghị lịch bảo quản

4

5 Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ

á u q

6

8

7 Nhiệm vụ vận tải

a ó h

Phân chia giải phóng hàng hóa, thông bảo vận tải

g n ộ đ ự T

Lĩnh vực kế toán

Dữ liệu về tiền công

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Thứ bậc mặt bằng lãnh đạo trong sản xuất công nghiệp

Kế hoạch sản xuất và điều khiển sản xuất

Kế hoạch thời hạn và năng suất

Kế hoạch sản xuất

Kế hoạch chương trình sx

Kế hoạch sản lượng

Mặt bằng lãnh đạo chung

Sắp đặt nhiệm vụ

Điều khiển sx cho nhiệm vụ gia công và đặt hàng

Giám sát nhiệm vụ

Nhiệm vụ gia công

Phản hồi Trạm chỉ đạo gia công

Mặt bằng chỉ đạo gia công

Điều khiển quá trình

M C & S M F

Quá trình xử lý gia công

Mặt bằng chỉ đạo quá trình

t ấ u x

Trạm lưu

Điều khiển máy

n ả s

Điều khiển dòng vật liệu

h n ì r t

Cổng thu thập dữ liệu vận hành

á u q

a ó h

Mặt bằng chỉ đạo máy gia công

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Thứ bậc xử lý thông tin (trong việc quản lý nhiệm vụ)

Kế hoạch sản xuất và điều khiển sản xuất

Lập kế hoạch, điều khiển và giám sát quá trình sản xuất của việc xử lý tới khi xuất xưởng về sản lượng, thời hạn và năng xuất.

Nhiệm vụ gia công

Sau khi kiểm tra liệu nguồn lực cần thiết cho quá trinh sản xuất ( vật liệu, phương tiện, nhân lực) còn để dùng hay không, rồi có thể giao nhiệm vụ cho bộ phận điều khiển gia công.

Điều khiển gia công

(Điều khiển phân xưởng, công nghệ chỉ đạo gia công)

Phản hồi

•Tình trạng

M C & S M F

• Nhiệm vụ được phân công của hệ thống kế hoạch sx và điều khiển sản xuất cho các tế bào sản xuất/ tế bào lắp ráp/ hệ thống vận tải.

•Sự chênh lệch

t ấ u x

• Điều khiển và giám sát sự phân phối này.

•Hoàn thành

• Bù nhiễu.

n ả s

h n ì r t

Điều khiển số trực tiếp

Thu nhận dữ liệu vận hành

á u q

Thực trạng quá trình

Thông tin điều khiển

a ó h

Quá trình sản xuất

g n ộ đ ự T

(Gia công, lắp ráp, vận tải)

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Cấu trúc „truyền thống“ của hệ thống tự động hóa

Máy chỉ đạo

Mặt bằng lãnh đạo

g n ò h n p ă V

Mặt bằng chỉ đạo gia công

BUS

Mặt bằng điều khiển

M C & S M F

t ấ u x

Mặt bằng chỉ đạo quá trình và chỉ đạo máy gia công

n ả s

Điều khiển lưu khả trình

Điểm tới điểm

h n ì r t

BUS

á u q

Mặt bằng cảm biến/ Chấp hành

a ó g h n ộ ự đ T

a ó h

cảm biến/ chấp hành

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

4 thế hệ trong công nghệ tự động hóa

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Thế hệ thứ 1

Thế hệ thứ 2

Máy chủ

Điều khiển lưu khả trình

ĐK lưu khả trình

Cảm biến chấp hành

Máy chủ

Cảm biến chấp hành

Thế hệ thứ 3

M C & S M F

Thế hệ thứ 4 Tự động hóa thông minh phân tán (Peer to Peer)

t ấ u x

Nhiệt độ

n ả s

ĐK lưu khả trình

Áp suất

h n ì r t

Hệ thống thông tin

á u q

a ó h

Áp suất

Nhiệt độ

van

Thấy được

g n ộ đ ự T

van

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chương 4: Hệ thống lãnh đạo

quá trình sản xuất

4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất

4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành

4.3 Phương pháp điều khiển gia công

M C & S M F

t ấ u x

4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công

n ả s

h n ì r t

á u q

4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)

a ó h

4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Thu nhận và xử lý dữ liệu vận hành

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Xử lý dữ liệu vận hành

Quá trình vào

Tình trạng kết thúc

Lao động [giờ]

Quá trình ra

Thực trạng gia công

Thời gian hoàn thành

Tình trạng bắt đầu

Thời gian [ngày]

•Lịch hẹn

•Khối lượng

M C & S M F

•Thời gian

•Chất lượng

t ấ u x

Thu nhận dữ liệu vận hành

n ả s

h n ì r t

Chất lượng gia công

Phản hồi nhiệm vụ

Thu nhận dữ liệu máy gia công

Thu nhận thời gian lao động

á u q

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Phân loại dữ liệu cho việc thu thập dữ liệu cho máy và dữ liệu vận hành

Dữ liệu cho máy

Dữ liệu vận hành

Dữ liệu sản xuất

Dữ liệu thời gian nhân sự

Dữ liệu khác

Dữ liệu nhiệm vụ

Dữ liệu máy

Dữ liệu chấm công:

Dữ liệu hoạt động, nhân sự

Phản hồi

Thời điểm đến/về

Loại công việc

Dữ liệu về căng tin:

Tiến hành

Thời gian chạy máy sản lượng tính theo: chiếc, thể tích, trọng lượng…

Thời gian có mặt

•Lắp đặt

Giá

Thời gian xử lý

•Thời gian chạy không

•Đợi

Khối lượng

Thời gian chờ trước khi xử lý

Thời gian giải lao (Bắt đầu, kết thúc)

•Báo lỗi

•Trang bị

Thời gian điều khiển

Dữ liệu về nhiên liệu:

•Thời gian cho dụng cụ

•Xử lý

Dữ liệu về hoạt động không có kế hoạch trước:

Thời gian chờ sau khi xử lý

Lượng

Nhận dạng:

Dữ liệu về thời gian cho:

Thời gian vận tải

Dữ liệu về năng suất lao động

Giá

•Số hiệu máy, số dụng cụ…

Đào tạo

Thời gian trong xưởng

Khối lượng công việc

Nhân sự

M C & S M F

Ngoài ra:

Họp

Thời gian ngoài xưởng

Thời gian làm việc

Thời gian sửa chữa

t ấ u x

Nhận dạng:

Dữ liệu máy liên quan đến nhiệm vụ:

Thời gian bảo dưỡng

Mã số nhiệm vụ

•Thời gian trang bị

…

•Thời gian xử lý

n ả s

Dữ liệu chất lượng

•Nhân sự

h n ì r t

Dữ liệu quá trình

Giá trị kiểm tra, đo

•Công cụ mỗi nhiệm vụ

Áp lực

Thông số lỗi

á u q

Nhiệt độ

Số lượng

Tốc độ

Lý do phế phẩm

Dữ liệu điều khiển

a ó h

Dữ liệu phân tích chất lượng

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Thiết bị thu nhận thông tin

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Đầu đọc mã vạch di động

Cổng thu nhận thông tin thời gian

M C & S M F

t ấ u x

n ả s

Thu nhận thông tin di động

h n ì r t

Cổng thu nhận thông tin di động

á u q

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Dạng lưu giữ thông tin

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Mác vận chuyển với hai mã vạch khác nhau

Thẻ từ mã vạch

M C & S M F

t ấ u x

Chíp cho thẻ

n ả s

h n ì r t

á u q

Bút đọc mã vạch

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Chức năng thu nhận dữ liệu

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Thu nhận thông tin

Nhóm dữ liệu

Xử lý

Loại hình thu nhận

Lưu chứa dữ liệu

Chức năng chung

Đặt tiêu chuẩn

Offline

Nhiệm vụ

Mã vạch

Kiểm tra

Thẻ từ

Thu nhận

Máy

Online

Xử lý từng công đoạn

M C & S M F

t ấ u x

OCR

Công cụ

Tự động

Nén

n ả s

Chuyển

Chip

Kho

Di động

h n ì r t

á u q

a ó h

OCR: Optical Character Recognition

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Cảm biến trong công nghệ gia công

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

1. Cảm biến hình ảnh

2. Hệ thống quang học

3. Gương phản chiếu

4. Cực chiếu ánh sáng đỏ

5. Mã vạch

M C & S M F

Phần trống

t ấ u x

n ả s

h n ì r t

Phần đầu

Phần dữ liệu

Phần cuối

á u q

Chiều dài vạch

a ó h

Chiều rộng Môdun

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chương 4: Hệ thống lãnh đạo

quá trình sản xuất

4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất

4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành

4.3 Phương pháp điều khiển gia công

M C & S M F

t ấ u x

4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công

n ả s

h n ì r t

á u q

4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)

a ó h

4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Điều khiển kế hoạch mạng lưới định hướng giao dịch (Dự án phức tạp)

Điều khiển cổ điển gia công trong sản xuất đơn chiếc và loạt vừa

Điều khiển gia công định hướng tải (Vd chế tạo máy)

n ệ h c ự h t n a g i

Các phương pháp điều khiển gia công

Điều khiển gia công định hướng theo nhu cầu khách hàng (Gia công kl ổn định)

M C & S M F

t ấ u x

Điều khiển gia công với số tăng trưởng (Gia công hàng loạt định hướng lắp ráp)

n ả s

ờ h t n ể h k u ề đ u ể k c á C

h n ì r t

á u q

Hệ thống chỉ đạo sản xuất và dây chuyền (công nghiệp dệt may, công nghệ pp)

a ó h

Điều khiển kỹ thuật quá trình trong sản xuất loạt vừa và loạt lớn

Nguyên tắc dchuyền

Nguyên tắc tuyến

Nguyên tắc xưởng

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

•Phân tán thời gian hoàn thành đối với nhiệm vụ.

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

•Chỉ có nhiệm vụ quan trọng mới đạt đúng thời gian theo kế hoạch; phần còn lại là nguyên nhân gây ùn tắc trong xưởng.

•Phương pháp hiện hành bỏ qua thực tế rằng thời gian hoàn thành làm cơ sở cho thực hiện thống kê.

•Mục tiêu thời gian hoàn thành, thực trạng,việc sử dụng và sự đúng hẹn không đo được hiệu quả sử dụng và cũng bị ảnh hưởng không chọn lọc.

•Không đưa ra được quy tắc đo thời gian gia công.

Các vấn đề trong điều khiển gia công làm việc xác định cổ điển

M C & S M F

t ấ u x

n ả s

Yêu cầu một mô hình tính toán thực tế cho quá trình sản xuất

h n ì r t

á u q

Quá trình sản xuất thành lập phù hợp với tính tự nhiên ngẫu nhiên của nó.

a ó h

Mục tiêu thời gian hoàn thành, thực trạng,việc sử dụng và sự đúng hẹn phải được đề cập trong mối quan hệ lô gic.

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Điều khiển gia công định hướng tải

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Hệ thống lao động dạng hình phễu

Nhiệm vụ đang tới

Điều khiển kế hoạch mạng lưới định hướng giao dịch

•Tải trung bình (giờ/ngày)

Điều khiển gia công định hướng tải

Hệ thống lao động (Nhân sự, vị trí làm việc, tế bào gia công,…) được mô tả dưới dạng hình phễu:

n ệ h c ự h t n a g i

•Thực trạng trung bình (Thời gian đợi) (giờ)

Điều khiển gia công định hướng theo nhu cầu khách hàng

Nhiệm vụ chờ đợi

Điều khiển gia công với số tăng trưởng

ờ h t n ể h k u ề đ u ể k c á C

Các đại lượng xác định quan hệ: Thực trạng trung bình, công suất trung bình, năng suất và thời gian hoàn thành trung bình.

M C & S M F

Hệ thống chỉ đạo sản xuất và dây chuyền

t ấ u x

Nguyên tắc xưởng Nguyên tắc tuyến Nguyên tắc dchuyền

Nhiệm vụ hoàn thành

n ả s

h n ì r t

á u q

•Năng suất tối đa •Công suất trung bình •Thời gian hoàn thành trung bình (ngày) =Thực trạng trung bình/Công suất trung bình

Mục đích của điều khiển là điều chỉnh gia công dòng chảy của nhiệm vụ sao cho thực trạng đợi thấp và thời gian hoàn thành ngắn nhất có thể. Từ đó cải thiện đươc sự đúng hẹn.

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Mô hình tiến trình lô gic của một công ty sản xuất

Thời điểm

Cấu trúc

Đặt hàng/Yêu cầu cung cấp

Đặt hàng

Cung cấp

Hàng vào

Lưu phôi liệu mua

Lấy hàng/Phân công nhiệm vụ

g n ố h t

Gia công

ệ H

g n ộ đ o a l

i v m ạ h P

t ấ u x n ả s

n ề y u h c y â D

M C & S M F

t ấ u x

Lưu tạm

n ả s

Kết thúc nhiệm vụ gia công/Lưu Ra kho/Phân công nhiệm vụ tháo lắp

h n ì r t

á u q

Tháo lắp

a ó h

Kết thúc nhiệm vụ tháo lắp

Phân phối

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Điều khiển gia công theo nguyên tắc KANBAN

Điều khiển kế hoạch mạng lưới định hướng giao dịch

Điều khiển gia công trung tâm

Điều khiển gia công định hướng tải

Kho lưu

n ệ h c ự h t n a g i

Trước tháo lắp

Nguyên liệu thô

Gia công thô

Gia công tinh

Kết thúc tháo lắp

Điều khiển gia công định hướng theo nhu cầu khách hàng

Điều khiển gia công theo nguyên tắc KANBAN

M C & S M F

Điều khiển gia công với số tăng trưởng

ờ h t n ể h k u ề đ u ể k c á C

t ấ u x

Kho lưu

Hệ thống chỉ đạo sản xuất và dây chuyền

Trước tháo lắp

Nguyên liệu thô

Gia công thô

Gia công tinh

Kết thúc tháo lắp

n ả s

Nguyên tắc xưởng Nguyên tắc tuyến Nguyên tắc dchuyền

h n ì r t

Kho

Dòng vật liệu

á u q

Dòng thông tin

Bậc sản xuất

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Đơn vị số lượng

Vượt mức (ngày)

(Số tăng trưởng)

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Lượng sản phẩm theo kế hoạch =Số tăng trưởng chỉ tiêu

Vượt mức (đơn vị số lượng)

Tồn đọng

Vượt mức

Lượng sản phẩm thực tế =Số tăng trưởng thực tế

Hiện tại

Ngày

Số tăng trưởng (chiếc)

Điều khiển gia công theo số tăng trưởng

Phân phối chi tiết thô

Số TT4

Gia công chi tiết (GCCT)

Số TT3

M C & S M F

Trước tháo lắp (TTL) Tháo lắp (TL)

Số TT2

t ấ u x

Số TT1

Thực trạng giữa kho và tháo lắp

n ả s

T7/CN

ngày

h n ì r t

á u q

GCCT

TTL

Số TT2

Số TT1

Số TT4

Số TT3

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chương 4: Hệ thống lãnh đạo

quá trình sản xuất

4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất

4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành

4.3 Phương pháp điều khiển gia công

M C & S M F

t ấ u x

4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công

n ả s

h n ì r t

á u q

4.5 Hệ thống điều khiển lưu khả trình (SPS)

a ó h

4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Quản lý công cụ

Lập kế hoạch

Quản lý thiết bị

•Quản lý dữ liệu công cụ

•Quản lý dữ liệu thiết bị

•Tiếp nhận nhiệm vụ

•Xác định nhu cầu

•Quản lý nhiệm vụ

•Kế hoạch thay thế

•Chuẩn bị dụng cụ

•Triển khai nhiệm vụ

•Chuẩn bị thiết bị

•Kế hoạch thay thé

•Kế hoạch phân phối

•Chỉ dẫn tháo lắp

•Mô phỏng chu trình

•Điều khiển và lập kế hoạch dòng dụng cụ

•Sắp xếp lại

Nhân sự

•Kế hoạch thay thế

•Thu thập thời gian

ĐK dòng vật liệu

Chỉ đạo và quan sát quá trình

•Quản lý quá trình làm việc

Hệ thống chỉ đạo

•Thành lập và hiện thực hóa thiết bị

•Tổng quát hóa nhiệm vụ vận chuyển

•Đăng ký nhiễu

M C & S M F

•Lệnh điều khiển

Bảo quản

t ấ u x

•Phòng chống

h n í h c g n ă n c ứ h C

•Kế hoạch bảo quản

n ả s

Đảm bảo chất lượng

•Chuẩn đoán hệ thống dây chuyền

h n ì r t

Thống kê và đánh giá

•Xây dựng vòng điều khiển chất lượng

•Đánh giá hệ thống

á u q

Quản lý nhiễu

•Tích hợp thiết bị đo vào hệ thống gia công linh hoạt

•Đánh giá nhiệm vụ

•Nhận biết và sửa nhiễu

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công Quản lý nguồn lực, công nghệ

M C & S M F

t ấ u x

•Mô hình hóa chu trình công nghệ dạng sơ đồ

n ả s

•Sắp xếp nguồn lực (Công cụ, thiết bị kẹp, thiết bị, chương trình NC, thiết bị vận chuyển)

h n ì r t

•Chỉ dẫn các nhóm cấu trúc

•Diễn tả thực trạng sử dụng nguồn lực

á u q

•Chỉ dẫn ứng dụng vật liệu

•Phân loại nguồn lực bằng cách tổng hợp theo tính chất giống nhau

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công Quản lý nhiệm vụ, nhân sự

M C & S M F

•Thiết lập nhiệm vụ gia công

t ấ u x

•Xác định nhân sự (quản lý thông tin nhân sự, nguồn gốc, lịch ca làm việc)

•Xác định nhóm nhân

n ả s

h n ì r t

•Chỉ định chất lượng nhân sự

•Nhiệm vụ gia công với các vị trí khác nhau (Sản phẩm khác nhau, thời hạn khác nhau, logic tổng hợp cho biến sản phẩm)

á u q

•Xác định năng lực nhân sự

•Ưu tiên nhiệm vụ gia công

a ó h

•Thiết lập nhu cầu vật liệu, năng suất

•Mô tả dạng sơ đồ năng suất nhân sự (Quản lý quỹ thời gian mỗi người, ca làm việc)

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công Quản lý công cụ, vật liệu

M C & S M F

t ấ u x

•Bao quát tình trạng đặt vật liệu, nhóm tổng thành, sản phẩm

•Quản lý dữ liệu nguồn công cụ (Số hiệu, liên quan, thiết bị lắp)

n ả s

•Đặt trước vật liệu

h n ì r t

á u q

•Bảo quản công cụ (Thời gian còn lại, phương pháp bảo quản, tạo nhiệm vụ bảo quản)

a ó h

•Đánh giá dạng đồ thị (Thực trạng công cụ, sử dụng công cụ)

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công Quản lý vận tải, đăng ký

M C & S M F

t ấ u x

•Phản hồi nhiệm vụ

•Xác định nhiệm vụ di chuyển giữa các địa điểm khác nhau

n ả s

h n ì r t

•Quan sát máy móc thiết bị (Mã đăng ký chứa thông tin đã có)

•Quản lý thiết bị vận chuyển ( Điều khiển nhập, năng suất tải)

á u q

•Phân chia đăng ký cho mọi người

a ó h

•Khẳng định chiến lược cung cấp (Phân phỗi cố định, thời gian cung cấp)

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chương 4: Hệ thống lãnh đạo

quá trình sản xuất

4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất

4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành

4.3 Phương pháp điều khiển gia công

M C & S M F

t ấ u x

4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công

n ả s

h n ì r t

á u q

4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)

a ó h

4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Cơ cấu chương trình có hình ảnh quá trình

Hình ảnh quá trình đầu vào

Dữ liệu đầu vào

Lệnh 1

•Toàn bộ chương trình = Chương trình hệ thống (Chức năng vận hành trong thiết bị) + Chương trình ứng dụng

Lệnh 2

•Việc điều khiển thực hiện các kết nối liệt kê trong bộ nhớ trình tự trong kết quả của chu trình.

h n ì r t g n ơ ư h c

ộ b n à o t h n ì r t u h C

•Thực hiện có chu trình vĩnh cửu của chương trình ứng dụng

M C & S M F

t ấ u x

•Tránh được không nhất quán do cơ cấu chương trình với hình ảnh quá trình.

Lệnh cuối

n ả s

h n ì r t

Hình ảnh quá trình đầu ra

Đặt đầu ra

•Cập nhật tất cả các đầu ra tại cuối một chu trình

á u q

•Lưu các giá trị đầu ra như hình ảnh quá trình

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Cảm biến

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Tín hiệu vào

Ngắt điện, lọc…

Thâu tóm hình ảnh quá trình

Xử lý tín hiệu

Xây dựng hệ thống

Ngắt thời gian

Vi xử lý

Ngắt giao tiếp

S U B u ệ

i l

n a g g n u r t t ắ g N

ữ D

M C & S M F

Danh mục ứng dụng hoặc kế hoạch liên hệ

Cấu trúc và nhiệm vụ điều khiển PLC

t ấ u x

Ngắt phần cứng

Đăng ký

n ả s

h n ì r t

Tín hiệu ra

Ngắt điện, lọc…

á u q

ảnh hưởng quá trình

a ó h

Cơ cấu chấp hành

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Nhiệm vụ/phương pháp

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Phân loại nhiệm vụ điề khiển

•Nhiệm vụ của PLC

•Mô tả chức năng

•Phần cứng điều khiển

Phác thảo chương trình

•Cấu trúc chương trình

•Ứng dụng lặp lại

•Phác thảo mô đun chương trình

Lập trình

•Danh mục chỉ dẫn

•Kế hoạch liên lạc

Các bước phát triển phần mềm PLC

•Kế hoạch chức năng

M C & S M F

t ấ u x

Kiểm tra chương trình

•Phân tích chương trình bằng tay

•Mô phỏng

n ả s

h n ì r t

Bảo dưỡng sửa chữa

á u q

•Lập tài liệu chương trình

•Sửa chữa

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Phương pháp lập trình thông thường PLC

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Sơ đồ chương trình

Chương trình dạng câu lệnh

Kế hoạch liên lạc

Mạch

Danh mục chỉ dẫn

Kế hoạch chức năng

M C & S M F

t ấ u x

E Đầu vào

A Đầu ra

n ả s

h n ì r t

á u q

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Ví dụ về phương pháp lập trình thông thường PLC

Tập hợp logic „và“

Kế hoạch liên lạc

Kế hoạch chức năng

Danh mục chỉ dẫn

Đèn H1 chỉ sáng khi công tắc S1 và S2 đóng

M C & S M F

Tập hợp logic „hoặc“

t ấ u x

Kế hoạch liên lạc

Kế hoạch chức năng

Danh mục chỉ dẫn

n ả s

h n ì r t

á u q

Đèn H1sáng khi công tắc S1 hoặc S2 đóng

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Trực tiếp

Máy

Tủ điện

Chấp hành

PLC

Cảm biến

Truyền dữ liệu BUS trong PLC

M C & S M F

t ấ u x

Gián tiếp

n ả s

Tủ điện

Máy

Bộ gián tiếp

h n ì r t

á u q

PLC

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Chương 4: Hệ thống lãnh đạo

quá trình sản xuất

4.1 Cấu trúc xử lý thông tin trong công nghiệp sản xuất

4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành

4.3 Phương pháp điều khiển gia công

M C & S M F

t ấ u x

4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công

n ả s

h n ì r t

á u q

4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)

a ó h

4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Ví dụ

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Kế hoạch

Phác thảo

Phân loại điều khiển

Cấu trúc chức năng với các kênh thông tin

Phần cứng điều khiển

Phân chia các điểm điều khiển

M C & S M F

t ấ u x

Định dạng

Phần mềm cho từng điểm

n ả s

h n ì r t

Lập tài liệu

á u q

Tài liệu

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Ví dụ

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Stop/Start Chi tiết quang

Điều chỉnh khí nén có cảm biến

Thiết bị đọc chuyển đổi Cảm biến

M C & S M F

t ấ u x

n ả s

h n ì r t

á u q

Đặt mặc định

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

Ví dụ

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

M C & S M F

t ấ u x

n ả s

h n ì r t

á u q

a ó h

g n ộ đ ự T

Chương 4 Hệ thống lãnh đạo quá trình sản xuất

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh

Ví dụ phần cứng điều khiển

M C & S M F

t ấ u x

n ả s

h n ì r t

Mô dun

á u q

Khu vực làm bằng tay

a ó h

g n ộ đ ự T

Bài giảng Tự động hóa quá trình sản xuất FMS&CIM: Chương 4 - ThS Phạm Thế Minh

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY Trường ĐH Giao thông Vận tải Th.s Phạm Thế Minh