SyncTwinTECHNOLOGIES
模块 02

产线 自动化

产线由单元组成:每个单元有自己的逻辑和状态,调试工程师在同一窗口看到整条产线——即使单元来自不同厂商。

带来什么

新增单元——无需改动其他部分

单元即模块

每个产线单元单独描述:输入、输出、步骤。新增单元不影响相邻单元的逻辑。

调试工程师读得懂的逻辑

步骤顺序和转换条件——采用自动化工程师熟悉的 IEC 61131-3 语言。

每个单元的状态

运行、等待、故障——针对每个单元以及整条产线;停机原因在屏幕上可见。

虚拟调试

投产前验证产线逻辑

承诺
逻辑错误在桌前发现,而不是在机床旁。
工作原理
孪生中的单元 → 真实程序对照模拟器 → 同一模型与实际产线并行运行 — 即影子。
您获得什么
浏览器中的单元试运行——现已可用;带“模型在等——传感器无信号”偏差提示的影子模式——是实施内容。
适用对象
产线由不同厂商单元组成的集成商和工厂。
下一步
虚拟调试与产线影子 →
单元结构

单元——机构的轴、输入和输出

自动化单元是物理机构的轴、输出和输入:机械臂、焊接变位机、导轨、夹爪、输送带。在平台中它被描述为一个单元块——一组通道以及与之相配的逻辑。

机床执行 G 代码并从零件推导轨迹。单元执行 IEC 61131-3 程序,其路径由作者指定。单元成功意味着循环到达最终步,单元处于 PackML Complete 状态。

因此,既可以为三轴铣床编写运动程序,也可以为单轴输送带编写:“机床性”是机构的能力,而不是它的类别。

通道程序中的名称是什么
轴srv0, srv1, …驱动关节——会动的部分
数字量输入di0, di1, …传感器点
数字量输出do0, do1, …执行端口
模拟量输入ai0, ai1, …压力、温度、液位、重量、电流、流量、距离、力

轴角色决定驱动器模式

角色驱动器模式单位是什么
直线轴按位置mm直线轴:沿坐标移动——滑块、进给、输送带
关节按位置°连杆之间的旋转轴:角度
主轴——旋转按速度转/分无目标位置的旋转:输送带、螺旋、主轴
主轴——拧紧按转矩N·m拧紧、压装、压紧

角色和机构是两回事

输送带和堆垛机立柱按角色都是直线轴,但外观和行为完全不同。轴机构单独选择:输送带、推杆、龙门轴、立柱、货叉、回转台、螺旋、拧紧主轴、压头、薄膜送料、测头轴、局部进给。

模拟信号格式

4–20 mA——断线可见:线路正常时不可能为零。0–20 mA、0–10 V、±10 V——断线不可见。断线监测单独设定:原始信号窗口、健康状态输入或“不监测”。

驱动器铭牌不是装饰

铭牌不完整的单元块带有“铭牌不完整”标记;若缺少铭牌则无法在驱动器上启动——标记为“伺服启动将被拒绝”。拒绝会提前说明,而不是在启动时才出现。

角色词典

端口做什么、传感器知道什么

角色不是端子地址,而是含义声明。据此向程序作者提供动作,向操作员提供清楚的屏幕标签。

输出动作含义
夹取夹取 / 释放机械手夹爪在输出接通时夹住零件
夹紧夹紧 / 松开在工位上压紧零件:工作台、夹具、托盘锁
挡停器挡住 / 放行截停物流:输送带挡停器、料仓分离器
阀打开 / 关闭气动或介质:空气、吹扫、计量
标记器标记零件按检测结果标记零件
贴标器贴附标签、印章、滚压
分流器切换物流分拣中的路线分岔
真空吸取 / 释放真空吸取:与夹取含义相同,物理原理不同
涂胶涂胶向焊缝涂胶或密封剂
送料器送出零件从料仓逐件送出零件
输入动作含义
零件在位等待零件区域内有零件——产线上最常见的传感器
到达位置等待到位机构已到位:位置限位开关
事件等待事件物流中的外部事件:箱子到达、相邻单元发出启动
检测结论等待结论测量仪的结论:合格或不合格
填充量等待装满液位已到:计量器、料斗、容器
力已达到等待力值压紧或拧紧的确认
夹取已确认等待确认夹爪已合拢在零件上:“已夹住”,而不是“已发命令”
标签间隙等待标记标签之间的间隙——送料同步

只向单元提供它自己的动作:没有在位传感器的单元块根本不会出现“等待零件”。盲目暂停就是没有明确结果的超时,结局是虚假的成功。

样例

由导入机构生成的单元

目录样例是现成的单元:带几何模型的机构、通道铭牌和示例程序。通道组成不是手写的,而是从机构文件读取:有多少运动关节、名称是什么、行程限位是多少。

目录中有 6 轴机械臂、7 轴机械臂、焊接变位机、第七轴导轨、两指夹爪和空单元块。空单元块是合法的起点:轴、输入和输出手动添加,机构以文件导入。

样例数值都有标记

从样例继承的数值带“典型”标记——模板典型值,不是您硬件的测量值。标记存在期间,它只是讨论的起点。

每个通道都记得自己的来源

哪些来自样例、哪些是工程师手动添加的,在每根轴和每个端口上都能看到。样例更新时,添加内容不会丢失。

硬件绑定为空

驱动器、关节和引脚在调试时于具体试验台上设定。启动会检查绑定,若缺失则拒绝。

不支持从动关节:若机构声明某关节跟随另一关节,程序需显式控制主动关节。设备种类完整列表见 库.

试验台与项目

从一个单元到整条产线

  1. 分配到试验台单元存在于云端,但运行在边缘盒上。轴和通道描述、回路行规和当前程序都会下发到那里。
  2. 启动单个单元单单元项目:输入由您通过强制提供。模式——虚拟伺服或驱动器;“循环”——一直运行到“停止”。
  3. 组建项目项目是产线的一个区域:由单元组成的 3D 场景和工艺流程。单元位于试验台的一台或多台机器上。
  4. 在“图”上连接从一个单元的输出连线到另一个单元的输入:标签为“写入方 Status → 读取方 Command”,每条连接只有一个写入方。
  5. 产线启动与停止一个按钮按实际状态切换,旁边是“仿真 / 驱动器”开关。

边缘盒上的包是自给自足的

循环在边缘盒上运行;云端接收事实并下发意图——程序以及“执行”和“停止”命令。点动和驱动器原始命令留在设备端。

总线只由一方占用

如果总线被其他模式占用,平台会说明是哪一个:调试还是自动化循环。单元可“热”更换,无需重启机床。

位置是形式化的

程序只知道 Pick 和 Place,项目指定实际点位:相邻输送带、地面。物料从一个单元的输出进入另一个单元的输入。

启动前——总线快照

驱动器启动会按试验台总线快照检查各单元的驱动器。驱动器不可用——拒绝并用文字说明原因。项目中若有机床,先启动机床,再启动单元。

安全回路不用标签实现

它单独布线,标签连线不能替代它。单元之间只通过标签通信,连接都是虚拟的。

导出为 AutomationML

项目导出为 AutomationML:ISA-88 角色、作为信号接口的 PackML 标签、按图边的连接。

监控

单元所有轨道在同一时间轴上

单元驾驶舱同时显示伺服、输入和输出:“谁在何时转动”一目了然。每条轨道左侧显示驱动器状态、输入指示灯和实时位置。

示波器在所选轨道下方以同一时间轴展开:光标与程序块对齐,可以看到是哪一步产生了尖峰。

物理量单位含义
位置mm / 转轴当前位置
速度mm/s / 转/s运动多快
转矩‰驱动器额定值的千分比
不同步转轴落后于指令多少

四窗口规则:单元的任何设置在孪生、试验台、调试工具和设备旁面板上读起来都一样。只在其中一处设置的通道,操作员会看不到。

在平台中的位置

第二个模块:把单元连成产线

程序来自模型屏幕,命令下发到您的驱动器——示意图中的其他模块可点击。

规格

工程师具体获得什么

由单元组成的产线

什么算单元
机床、机器人、输送机、变位机、缠绕机、码垛机——任何有自己循环的设备。
不同厂商
不同供应商的单元在同一窗口中控制和监视。
输入与输出
传感器和执行器——与驱动器在同一总线上。

运行逻辑

语言
符合 IEC 61131-3 的控制器编程语言。
步骤与转换
单元操作顺序以及进入下一步的条件。
单元联动
相邻单元的就绪条件明确写在逻辑中——可以查看和检查。
检查
在设备上启动前,逻辑先在产线模型上运行。 验证如何进行 →

状态与诊断

状态
运行、等待、故障——针对每个单元;顶部显示产线总体状态。
停机原因
哪个单元在哪一步使产线停下——屏幕上可见。
机床面板
启动、停止和状态——无需云端。

阶段“SFC 逻辑与节拍”

周期
写入实施合同
成果
虚拟轴上的工作单元 SFC 逻辑与产线节拍——实施的第二次验收。
价格
按产线工作单元计价,最少 3 个——见本页下方“实施”板块。
开放标准

兼容性——基于开放规范

标准我们遵循的内容在哪里验证过
EtherCAT驱动器和耦合器总线;主站将从站带入 OP在试验台上运行
CiA 402驱动器行规:状态、CSP 和 CSV 模式;试验台上不同制造商的伺服驱动器在试验台上运行
IEC 61131-3:ST 和 SFC单元逻辑;编译器检查;在试验台上执行在试验台上运行
PLCopen Motion单元程序中的轴运动功能块可用
ISA-88单元模型:单元由模块组成,模块由通道组成可用
PackML单元状态和 Command/Status 标签可用
AutomationML产线项目导出;在外部系统中导入是实施内容已支持导出
CANopen试验台上的驱动器:行程已测量已在试验台验证

对集成商而言:您产线的逻辑、总线和驱动器都可以按开放规范阅读、验证和维护。

为什么选择 SyncTwin

本模块要点

  1. 开放标准——逻辑采用 IEC 61131-3,驱动器采用 EtherCAT/CiA402:您的调试工程师能自行理解和修改系统。
  2. 在您的设备上——我们接入您已有或自选的驱动器、机床和机器人;无需从单一厂商购买整套设备。
了解更多:我们如何工作 →
案例

洽谈实施

任务

需要让不同厂商单元协同工作的单元或产线。

方案

在研发阶段内完成单元逻辑和试验性控制配置。

结果

试验报告:每小时循环数、故障——经您同意后发布。

案例如何进行 →
问题

关于本模块的问题

我们的调试工程师能自己修改逻辑吗?

逻辑采用 IEC 61131-3 语言编写——自动化工程师熟悉这些语言。向您团队移交的内容写入实施技术任务书。

需要更换 WMS 或 MES 吗?

它与您的 WMS/MES 和仓储平台并行工作——我们负责设备层。

如果其他厂商的单元不受支持怎么办?

单元兼容性在实施开始时检查并写入技术任务书;如果某个单元需要单独验证,这本身就是研究的一部分。

可以从一个单元开始吗?

实施按产线工作单元计价,最少 3 个工作单元;工作单元即产线单元。产线其余部分——依据验收结果作为下一阶段。

全部问题 →
实施

研发合同下的实施

产线虚拟调试实施:按产线工作单元计价,最少 3 个工作单元;按验收分阶段付款。

  1. 模型与工作单元布置孪生中的产线工作单元:机构来自库或您的 STEP,并在现场布置。
  2. SFC 逻辑与节拍工作单元的 SFC 程序在虚拟轴上运行;产线节拍取自运行结果。
  3. 报告与运行视频冲突与可达性报告以及产线运行视频。

工作单元即产线单元(ISA-88 单元)。范围——来自我们库中的机构或客户的 STEP,不从零建模。

实施价格与条件 →

我们会把您产线的单元汇集到同一窗口

告诉我们您的产线由哪些单元组成、使用哪些厂商的设备——我们将回复阶段价格和周期。

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