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文档简介
1、工业4.0背景下基于APROL开放平台智慧工厂系统 第1页创新技术-欧洲工业自动化教授产品与技术在自动化行业处于领先地位19791990Multi processor PLCwith integrated CNCMULTICONTROLDeterministic multitaskingB&R SystemSeamlessly integrated servo drivesACOPOSCompact IPC with long-term availabilityIPC One engineering tool for all tasksAutomation StudioPanel with i
2、ntegrated PLCPower PanelOpen real-time Ethernet protocolPOWERLINK第2页创新技术-欧洲工业自动化教授产品与技术在自动化行业处于领先地位Fanlessindustrial PCAutomation PCCertified integratedSafeMotionAutomatic code generationModeling1s reaction time in PLCIEC programmablereACTION67% faster engineeringmappOpen safety protocolopenSAFETYSa
3、fe TCPSafe WorkspaceSafeRoboticsFastest servo drive on the marketACOPOS P3第3页B&R开放构架下自动化系统一个平台面向整个产品生命周期一个统一平台,全部硬件AS针对设备自动化,APROL流程及工厂自动化基于标准PC及IT技术兼顾可靠性MTBF高于50万小时,经过各类工业测试和认证高效开发机电一体化方法缩短面市时间 模块化理念,软件高效重用成本效率在不一样平台间扩展开放性确保投资安全自1995年开放性与兼容性Automation Studio APROL第4页深耕行业处理方案B&R方案关键竞争力开放且集成软件平台(确保客户
4、投资)智慧自动化平台可靠硬件(基于标准IT技术)机电行业教授(设备和工艺)第5页食品与饮料烟草包装制药化工医药汽车能源风力发电石油&天然气B&R应用行业1行业处理方案教授第6页印刷塑料纺织木材加工金属加工半导体机器人移动设备基础设施市政环境测量海洋装备B&R应用行业2行业处理方案教授第7页全球著名OEM设备企业信任贝加莱智能机器开发机器人集成同时与定位视觉集成实时通信技术POWERLINK安全技术Safety软件模块化封装远程诊疗与维护技术仿真-MATLAB/Simulink现场总线集成运行RTOS工业PC电机+减速器一体化驱动+电机OMAC/PackMLFDA Gamp认证领先技术(印刷包装
5、设备)第8页Sales StrategyDevelopment of Sales (1987 average Increase/Year = 15 %)第9页Sales Targets B&R actual position388 companies participatedOEMs and Usersall industriesin US, EMEA & AsiaOutside view第10页新常态下国内工业大环境人口红利不再招工难,留人难,机器人代替人,复合型人才难寻竞争连续加剧,增加乏力 无关键竞争力,低价竞争,无研发(不敢投入)产能过剩,成本压力剧增 原材料成本,能源成本,劳动力成本
6、,工厂维护成本内外部环境差 金融环境差、国内外市场环境差 ,制造业500强利润率仅为2.7%制造业现实状况怎样才能 降本?增效?实现产业升级?转型之路在何方?第11页传统制造业工厂自动化现实状况单机为主,M2M通信不畅,设备接口不统一,无法发挥协同效应(1.0,2.0,3.0设备并存)管理层无法取得及时、可靠车间运行数据,影响管理决议成本核实困难 追溯困难 经验知识库传递、管理难跨部门协作困难,部门间、供给商间扯皮现象严重缺乏全局观念,各自为政能源/批次 ?当前生产力 ?当前利用率,OEE ?质量控制 ? 维护管理 ?技术及生产瓶颈 ?主要性能指标 ?怎样提升效率?更多 XXX第12页当下技术
7、趋势:工业4.0万物互联时代:从移动互联、物、设备、人、产品智慧工厂将是未来智能基础框架关键组成目标:实现高效、高质生产智能制造2025,互联网+两化融合迷惑:高大上词汇,怎样才能在制造业落地!?第13页智慧工厂,工业4.0愿景电子行业示意图:人、机、料互动,设备能够对话1个关键 2个主题 3项集成图片来自某MES厂商第14页15两大主题:智慧工厂和智能生产工业4.0两大主题和三个构想智慧工厂智能生产重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施实现主要包括整个企业生产物流管理、人机互动、3D打印以及增材制造等技术在工业生产过程中应用等三个构想:产品、设施、管理产品:集成有动态数字存放
8、器、感知和通信能力,承载着在其整个供给链和生命周期中所需各种必要信息设施:由整个生产价值链所集成,可实现自组织管理:能够依据当前情况灵活决定生产过程第15页传统工业自动化供给商架构技术方案滞后性PLCHMI运动控制器总线1总线2总线 3安全形成各自独立系统,信息孤岛不一样供给商提供不一样组件(工控、ERP、IT、能源管理、数据库)系统性能受到限制,开发效率低SCADA能源管理系统SQL数据库BI设计人员 实施成本、维护成本高昂 (早期投入、人员培训、扩展能力)第16页智慧工厂纵向集成主要组成要素B&R提议智慧工厂实施路径:纵向集成 L3 高级管理系统 (ERP、MES、PLM) L2 数据基础
9、平台 APROL开放平台 L1 设备&设施层 人才项目实施提议:分析和调研企业现实状况,选择开放性平台和设备依据企业情况,分步、分阶段实施,降低项目风险工业4.0不可能一步到位,先易后难,先局部再复制,先基础后高级第17页APROL与MES和EPR关系APROL平台聚集于纵向集成中设备物联第18页深耕行业处理方案三大功效模块:聚集客户痛点EnMon能源管理系统APROL开放平台PDA数据采集系统CMS状态检测系统第19页智慧工厂自动化Enmon+PDA模块PDA:完美处理设备通讯信息孤岛问题v= 10%v= 30%满负荷部分负荷待机从各类设备采集实时数据,支持非B&R系统设备 全部数据存放与历
10、史与实时数据库中,开放数据接口(OPC、MySql等)历史数据库实时数据库Field bus自定义报表,支持远程访问有通讯模板设备类型:塑料、包装、印刷、纺织、CNC数控、机器人检验室数据第20页連接系統模式产出信号启停信号报警信号能源计量工艺参数X20现场数据采控器 方案(A)历史数据库实时数据库APROLPDA(数据采集)功效实现通讯协议信息量大(B&R系统无需驱动)开放性很好方案(B)指令信息量大(B&R系统无需驱动)开放性较差方案(C)截帧信息有限(B&R编制驱动)方案(D)硬件采集信息有限第21页PDA 开箱即用处理方案PDA系统面向细分行业食品饮料吹瓶机、灌装机、贴标机、膜包机、箱
11、包机、码垛机等制 药吹瓶机、灌装机、贴标机、膜包机、箱包机、码垛机等印 刷凹印机、涂布机、涂胶机、柔印机、水洗机、喷铝机、分切机、丝网印刷机等CNC机器人贴片机、打磨机、切割机、机器人、机械手等第22页PDA 开箱即用处理方案PDA系统面向对象-设备品牌第23页PDA 开箱即用处理方案PDA系统面向对象-控制系统第24页模块化与机器互联:美国啤酒、饮料生产线连接不一样自动化系统-实现整线集成第25页数字化码头-ZPMC香港国际货柜码头数字化码头/SCADACPU-26个第26页Enmon和PDA模块系统报表截图第27页A02阳极产线方案富士康工厂第一阶段 能源管理系统,检测分析能源使用情况统计
12、每个槽位加药累积量,自动生成药剂消耗报表第28页A02阳极产线方案第一阶段 飞杆位置在线追踪 加工工序历史追溯画面中显示飞杆位置,可直观了解当前制程负载量可了解每根飞杆加工信息(加工时间、产品类别、当前槽位、处理时间等)人工输入,成品信息第29页A02阳极产线方案第三阶段改进阳极产线车间内空气质量降低产线车间内空气腐蚀性,延长设备使用寿命(如飞杆名牌)改进产线车间周围空气质量,有利员工安全第30页 CMS模块案例:KRONES Contiform 36润滑不良状态下主凸轮振动信号及时防止深入磨损;提前3-6个月发觉问题延长设备使用寿命,预防意外停机第31页全透明状态分析以确保长久改进APROL
13、平台下精益制造关键要素表达主动沟通精益制造所必须优化质量可靠性是我们成功基石最大化效率在全球市场竞争尤其挑战建立统一标准目标管理与控制实现透明及连续改进第32页B&R APROL智慧工厂开放平台技术方案 特色小结 B&R第33页APROL智慧工厂基础平台操作系统: Suse Linux 上位总线:标准以太网IO控制总线POWERLINK(Open-Sourced)支持各类主流总线X20 现场控制器:Cycle time 1 msPC-basedSafety:Cycle-time 5 ms数据库Berkeley DB,开源内嵌式数据开发语言CFC、ST、SFC、C、Python最正确开放性:由内
14、到外第34页食品与饮料包装印刷制药化工医疗汽车B&R 智慧工厂当前重点拓展行业方案金属加工半导体机器人移动设备市政环境第35页智慧工厂基础平台/Smart Factory platformAutomation Runtime/APROLCustomer Technology客户技术Open StandardsC/C+LibrariesModel basedRoboticAxisPackMLAlarmOEEUserRecipe让开发愈加轻易且高质:集成Know-how,面向行业,面向应用APROL开放平台工艺库及接口第36页APROL vs SCADA 集成方案优势高效实施、易用性、可维护性控制
15、系统、上位软件基于不一样软件平台一次变动需要寻找多个供给商效率低,成本高,可扩展性差,变更风险大实施成本高,项目周期长,投资巨大软硬件整体处理方案,一个供给商PC-based,开放性好开发效率高,高性价比,易扩展和功效变更软件功效模块可独立或者集成化使用SCADAEngineering Database1套 APROL= Step 7 +SQL +报表设计软件+ WinCC +B.DATA(能源管理软件)第37页现场控制站:高性能X20 PLC-CP1381集成32路 integrated I/Os通讯、运算、数据等处理能力是传统工业PLC控制系统10倍以上14x digital inputs
16、, 24 V, sink, sw-filter (0.5 ms)4x fast digital inputs, 24 V, 2 s, sink,(1x ABR/2x counter/gate measurement/, 250 kHz)4x digital outputs, 24 V, 0.5 A, source4x digital in/outputs (configurable), 24 V, 0.5 A4x fast digital outputs, 24 V, 0.2 A, 2 s,(1x PD / 4x PWM, 200 kHz)2x analog inputs, +/-10 V /
17、 0.20 mA, 12 Bit, 1 ms1x PT1000 (pins of 1x AI occupied)基于Intel X86 处理器技术128M512M DDR内存微秒级循环周期,高实时性宽温范围(-25 60 )经过GL认证,双网口高级语言编程能力,丰富通讯扩展能力第38页现场控制器硬件性能对比贝加莱CPU X20CP1381西门子CPU S7 315-2DPCPU处理时间及IO Intel 200M Hz CPU 最快任务周期0.2ms,经典指令周期 22ns带单独浮点处理器;32路自带IO位操作 50ns, 字操作 90ns, 整数运算 120ns, 浮点运算 450ns无单独
18、浮点处理器,无IORAM存放器128MB DDR2 RAM, 1MB SRAM,工作存放器 265kBCF卡最大支持16G装载存放器最大 8MB通讯接口CPU标配 2USB 接口, 1RS232 接口,2 Ethernet 接口 10/100/1000 Base-T; 经过扩展,可支持各种通讯协议Profibus-DP标配,其它总线协议不支持如Can或者CANOPEN等,或者通讯模块成本极高编程语言IL/LD/ST/SFC/ FBD,支持高级语言(C 、Basic)IL/LD/ST/SFC/ FBD,不支持高级语言运行温度及认证经过GL认证,防爆认证: ATEX 及Hazloc防爆二区;运行温度范围:-2560未经过GL认证,运行温度范围:055;无防爆认证功效特色运算能力强,通讯能力强,非常适合于设备物联和控制传统逻辑控制为主 PC-Based控制器VS传统控制器第39页APROL平台定位实时、可靠、安全、开放工业数据平台DEMO设计应用培训&支持项目全生命周期管理市场与客户需求快速响应整合跨界资源,推进合作开放性及兼容性APROL智慧工厂平台纵向集成开放平台 InfrastructureProcessFactory第40页 APROL生
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