在经历了三次工业革命之后的今天,工业正面临第四次工业革命,业内相应规划和研究也已经启动,智能工厂、智能生产、智能物流等成为工业发展的方向。
智能制造并非短期内可以快速大规模实现,他会随着各种自动化和it技术的发展而逐渐推进而水到渠成。实现智能化生产的一个*前提就是设备的可连接性- 设备与设备、设备与管理者之间实现信息互通,这就需要联网。通过联网,使企业生产管理例如供应链管理、产品生命周期管理、现场设备、过程实时控制等多方结合起来统一管理、调控成为可能,进而优化资源分配,提高生产效率,提高企业竞争力。
西门子sinumerik数控系统向来以技术、开放革新而被用户熟知接受,在联网方面sinumerik数控系统可以提供多种解决方案。
1 生产企业网络1.1工厂网络结构简介通常,生产工厂中的网络根据其职能不同可分为三个网络层级,如下图所示:
erp - 企业资源管理网络,基于互联网络。
mes- 制造执行系统网络,基于工厂局域网。
pcs - 现场控制系统网络,基于工业现场总线。
1.2 现场控制系统网络 - pcs数控机床、机器人、物流车等生产设备是工作于生产线,直接参与生产加工的。由于他们是独立的个体,但又需要一起协同生产,因此实现数据的交换是安全生产的基础。同时,各设备之间的工作有着严格的逻辑性,譬如机床未加工完毕,机器人不允许进入机床抓取工件,否则就会发生安全事故。所以仅仅是实现数据交换是不够的,还必须保证数据交换的实时性、可靠性和稳定性。
现场控制层(pcs)网络即是实现各生产设备之间准确、实时、可靠地交换数据的载体。这一层的网络有以下的特点:
通常由现场总线(profibus / profinet /canbus等)进行通讯;
对数据传输的准确、稳定、可靠性有着很高的要求;
现场控制层的各设备通常采用plc实现逻辑控制。
1.3 制造执行系统网络 - mes制造执行层(mes)网络,包含上位机、*数据库与现场生产设备:
生产设备:用于提供各种原始数据;
*数据库:用于保存记录各种数据;
上位机:集成交互界面,实现客户对生产设备及数据库进行访问操作。
上位机可向各生产设备下达任务指令,同时采集各生产设备的状态、生产信息写入数据库,并进行分析统计,掌握生产进度,优化生产过程,从而达到提高生产效率的目的。这一层的网络有以下的特点:
通常由工厂局域网组成;
生产设备可提供上位机所需的多种数据(plc、报警、状态、加工等)访问;
上位机与设备采用tcp/ip、opc、dde或其他网络通信协议进行数据交换。
1.4 工厂网络中的数控机床数控机床主要是与mes(制造执行层)和pcs(现场控制层)进行数据交换。
在制造执行层,数控机床需要根据上位机安排的生产任务进行生产,同时向上位机提供生产进度、设备状态等各种数据。
在现场控制层,当生产工作需要多方设备配合完成时,数控机床需要与其他的生产设备(如物流车、机器人)等进行数据交换,协同工作。