Bài giảng tự động hóa quá trình sản xuất FMS CIM chương 4 ths phạm thế minh

Trường ĐH Giao thông Vận tải4.2 Thâu tóm dữ liệu vận hành BDE 4.3 Phương pháp điều khiển gia công 4.4 Hệ thống chỉ đạo gia công 4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình PLC 4.6 Lập trình

Trang 1

Trường ĐH Giao thông Vận tải

Trang 2

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

4.5 Hệ thống điều khiển logic khả trình (PLC)

4.6 Lập trình hệ thống gia công linh hoạt

Trang 3

Giới thiệu khái niệm

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

CAP: Computer Aided Planning

Lập kế hoạch có trợ giúp máy tính

CAQ: Computer Aided Quality Control

Kiểm tra chất lượng có trợ giúp máy tính

PP&C: Production Planning and Control

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

Trang 4

Chuẩn bị công việc Chuẩn bị gia công

Kế hoạch công việc

Kế hoạch gia công

(CAP) Điều khiển công v iệc

Kế hoạch và điều khiển sản xuất(CA P)

Đảm bảo chất lượng (CAQ)

Kho Kiểm tra Gia công

Mặt bằng chức năng trong các công ty

sản xuất công nghiệp

Marketing

Trang 5

Kế hoạch công việc, chương trình NC

Dữ liệu sửa chữa 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 Nhiệm vụ lưu trữ

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 Tình trạng bảo quản và sửa chữa

Dữ liệu về tình trạng, cải tiến nhiệm vụ

Dữ liệu về tiền công

Nhiệm vụ điều khiển gia công

•Quản lý nhiệm vụ gia công

•Phân chia nhiệm vụ gia công

•Giám sát xưởng

(Giám sát khu vực gia công)

Trang 6

sản xuất công nghiệp

Kế hoạch sản xuất và điều khiển sản xuất

Kế hoạch sản xuất Điều khiển sx cho nhiệm

vụ gia công và đặt hàng

Kế hoạch chương trình sx

Kế hoạch sản lượng

Kế hoạch thời hạn và năng suất Sắp đặt

nhiệm vụ nhiệm vụ Giám sát

Nhiệm vụ gia công Phản hồi

Điều khiển quá trình

Điều khiển dòng vật liệu Điều khiển máy Điều khiển máy

Cổng thu thập

dữ liệu vận hành

Quá trình

xử lý gia công Trạm lưu

Trang 7

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.

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)

• 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.

• Điều khiển và giám sát sự phân phối này.

• Bù nhiễu.

Quá trình sản xuất

(Gia công, lắp ráp, vận tải)

Điều khiển số trực tiếp Thu nhận dữ liệu vận hành

Thông tin điều khiển Thực trạng quá trình

Thứ bậc xử lý thông tin

(trong việc quản lý nhiệm vụ)

Trang 8

Mặt bằng điều khiển

Mặt bằng chỉ đạo quá trình

và chỉ đạo máy gia công

T ự độ

n g

h ó a

Mặt bằng cảm biến/ Chấp

hành

V ăn phò

n g

Máy chỉ đạo

BUS

Điều khiển lưu khả trình

Điểm tới điểm

BUS

cảm biến/ chấp hành

Cấu trúc „truyền thống“ của

hệ thống tự động hóa

Trang 9

Cảm biến chấp hành

ĐK lưu khả trình

Thế hệ thứ 3

Nhiệt độ

Áp suất

van Thấy được

Áp suất

van Nhiệt độ

Trang 10

Trang 11

Quá trình ra

Tình trạng bắt đầu

Lao động [giờ]

Thời gian [ngày]

Trang 12

Phân loại dữ liệu cho việc thu thập

dữ liệu cho máy và dữ liệu vận hành

Dữ liệu sản xuất Dữ liệu thời gian

nhân sự Dữ liệu khác

Dữ liệu máy

Thời gian chạy máy sản

lượng tính theo: chiếc, thể

Thời gian chờ sau khi xử lý Thời gian vận tải

Thời gian trong xưởng Thời gian ngoài xưởng

Nhận dạng:

Mã số nhiệm vụ

Dữ liệu quá trình

Áp lực Nhiệt độ Tốc độ

Dữ liệu điều khiển

Dữ liệu hoạt động, nhân sự

Loại công việc

Dữ liệu về hoạt động không có kế hoạch trước:

Dữ liệu về thời gian cho:

Đào tạo Họp Thời gian sửa chữa Thời gian bảo dưỡng

…

Dữ liệu về căng tin:

Giá Khối lượng

Dữ liệu về nhiên liệu:

Lượng Giá Nhân sự

Dữ liệu cho máy Dữ liệu vận hành

Trang 13

Đầu đọc mã vạch di động

Cổng thu nhận thông tin

di động

Thu nhận thông tin di động

Trang 14

Trang 15

Chức năng thu nhận dữ liệu

Thu nhận thông tin

Chức năng

Loại hình thu nhận

Công cụKho

OfflineOnline

Tự động

Di động

Mã vạchThẻ từOCRChip

NénChuyển

Xử lý từng

công đoạn

OCR: Optical Character Recognition

Trang 16

Trang 17

Trang 18

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

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

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

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

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

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

Trang 19

•Phân tán thời gian hoàn thành đối với nhiệm vụ

•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

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

sản xuất

Quá trình sản xuất thành lập phù hợp với tính tự nhiên

ngẫu nhiên của nó

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

Trang 20

Điều khiển gia công với số tăng trưởng

Hệ thống chỉ đạo sản xuất và dây chuyền Nguyên tắc xưởng Nguyên tắc tuyến Nguyên tắc dchuyền

Nhiệm vụ đang tới

Nhiệm vụ hoàn thành

Nhiệm vụ chờ đợi

•Năng suất tối đa

•Công suất trung bình

•Tải trung bình (giờ/ngày)

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

•Thời gian hoàn thành trung bình (ngày)

=Thực trạng trung bình/Công suất trung bình

Hệ thống lao động dạng hình phễu

Hệ thống lao động (Nhân

sự, vị trí làm việc, tế bào gia công,…) được mô tả dưới dạng hình phễu:

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

Mục đích của điều khiển gia công là điều chỉnh 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.

Điều khiển gia công định hướng tải

Trang 21

Đặt hàng/Yêu cầu cung cấp

Đặt hàng

Hàng vào

Cung cấp

Lưu phôi liệu mua

Gia công

Lấy hàng/Phân công nhiệm vụ

Ra kho/Phân công nhiệm vụ tháo lắp

Lưu tạm

Tháo lắp

Phân phối

Kết thúc nhiệm vụ tháo lắp

Trang 22

Điều khiển gia công với số tăng trưởng

Hệ thống chỉ đạo sản xuất và dây chuyền Nguyên tắc xưởng Nguyên tắc tuyến Nguyên tắc dchuyền

Điều khiển gia công trung tâm

Nguyên liệu thô

Gia công thô

Gia công tinh

Trước tháo lắp Kết thúc tháo lắp Kho lưu

Điều khiển gia công theo nguyên tắc KANBAN

Nguyên liệu thô

Gia công thô

Gia công tinh

Trước tháo lắp Kết thúc tháo lắp Kho lưu

Kho Bậc sản xuất

Dòng vật liệu Dòng thông tin

Điều khiển gia công theo nguyên tắc

KANBAN

Trang 23

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY

Ngày

Lượng sản phẩm theo

kế hoạch =Số tăng trưởng chỉ tiêu Vượt mức (đơn vị

số lượng)

Lượng sản phẩm thực

tế =Số tăng trưởng thực tế

Tồn đọng

Vượt mức (Số tăng trưởng)

Gia công chi tiết (GCCT) Trước tháo lắp (TTL) Tháo lắp (TL)

Thực trạng giữa kho và tháo lắp

Trang 24

4.5 Hệ thống điều khiển lưu khả trình (SPS)

Trang 25

•Triển khai nhiệm vụ

•Kế hoạch phân phối

•Thu thập thời gian

•Quản lý quá trình làm việc

•Tổng quát hóa nhiệm vụ vận chuyển

•Phòng chống

•Kế hoạch bảo quản

•Chuẩn đoán hệ thống dây chuyền

•Thành lập và hiện thực hóa thiết bị

•Đăng ký nhiễu

•Lệnh điều khiển

•Nhận biết và sửa nhiễu

•Xây dựng vòng điều khiển chất lượng

•Tích hợp thiết bị đo vào hệ thống gia

công linh hoạt

•Đánh giá hệ thống

•Đánh giá nhiệm vụ

Trang 26

Chức năng của hệ thống chỉ đạo gia công

Quản lý nguồn lực, công nghệ

•Sắp xếp nguồn lực (Công cụ, thiết bị

kẹp, thiết bị, chương trình NC, thiết bị

vận chuyển)

•Diễn tả thực trạng sử dụng nguồn lực

•Phân loại nguồn lực bằng cách tổng

hợp theo tính chất giống nhau

•Mô hình hóa chu trình công nghệdạng sơ đồ

•Chỉ dẫn các nhóm cấu trúc

•Chỉ dẫn ứng dụng vật liệu

Trang 27

Quản lý nhiệm vụ, nhân sự

•Thiết lập nhiệm vụ gia công

•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)

•Ưu tiên nhiệm vụ gia công

•Thiết lập nhu cầu vật liệu, năng suất

•Xác định nhân sự (quản lý thông tin nhân

sự, nguồn gốc, lịch ca làm việc)

•Xác định nhóm nhân

•Chỉ định chất lượng nhân sự

•Xác định năng lực nhân sự

•Mô tả dạng sơ đồ năng suất nhân sự (Quản

lý quỹ thời gian mỗi người, ca làm việc)

Trang 28

Quản lý công cụ, vật liệu

•Quản lý dữ liệu nguồn công cụ (Số

hiệu, liên quan, thiết bị lắp)

•Bảo quản công cụ (Thời gian còn lại,

phương pháp bảo quản, tạo nhiệm vụ

Trang 29

Quản lý vận tải, đăng ký

•Xác định nhiệm vụ di chuyển giữa các

địa điểm khác nhau

•Quản lý thiết bị vận chuyển ( Điều

khiển nhập, năng suất tải)

•Khẳng định chiến lược cung cấp

(Phân phỗi cố định, thời gian cung cấp)

•Phản hồi nhiệm vụ

•Quan sát máy móc thiết bị (Mã đăng

ký chứa thông tin đã có)

•Phân chia đăng ký cho mọi người

Trang 30

Trang 31

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

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

•Tránh được không nhất quán

do cơ cấu chương trình với hình ảnh quá trình.

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

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

Trang 32

Trang 33

Trang 34

Phương pháp lập trình thông thường PLC

Sơ đồ chương trình Chương trình dạng câu lệnh

Kế hoạch liên lạc Kế hoạch chức năng Danh mục chỉ dẫn Mạch

Trang 35

Trang 36

Trang 37

Trang 38

Phác thảo

Cấu trúc chức năng với các kênh thông tin

Phân chia các điểm điều khiển

Phần mềm cho từng điểm

Lập tài liệu

Tài liệuĐịnh dạng

Trang 39

Ví dụ

Trang 40

Trang 41

bằng tay

Ví dụ phần cứng điều khiển

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	1,99 MB