超越第三维度
很难想象今天有人会使用旧的绘图桌和工具来设计任何东西，但泰格龙有限责任公司曾经使用劳动密集型技术来创建和修改图纸，以实现客户工业流程的自动化。泰格龙设计负责人韦恩·加特林回忆说，在旧的方法下，每张图纸都需要不同的人进行多次检查。
|
很难想象今天有人会使用旧的绘图桌和工具来设计任何东西，但泰格龙有限责任公司曾经使用劳动密集型技术来创建和修改图纸，以实现客户工业流程的自动化。
泰格龙设计负责人韦恩·加特林回忆说，在旧的方法下，每张图纸都需要不同的人进行多次检查。虽然手工方法很麻烦，但在完成一个期限很紧的行李搬运项目之前，这种方法一直有效。“这并不是一个非常复杂的运动控制项目。它只是需要大量的绘画——实际上是成千上万的绘画，”他说。
由于自动化设计软件，泰格龙及其客户取得了成功的结果。加特林报告说，生成图纸的时间从几小时缩短到几分钟，甚至更少。该软件将绘图错误率降低了90%，吞吐量提高了50%。
现在，新的软件通过自动化任务和结合现实世界物体的机械和电子模型，改进了传统的计算机辅助设计(CAD)。自动化设计软件的其他进展有望解决从一种可编程逻辑控制器(PLC)语言转换为另一种语言的问题，并且最终的软件类简化了人机(HMI)和其他系统接口的构建。
对于行李处理项目，泰格龙使用了Autodesk公司的AutoCAD Electrical。加特林说，泰格龙一直在寻找一种自动化日常任务的方法，比如控制电机启动器的接线。在采用AutoCAD之前，它曾考虑过其他方法，包括定制系统。
Tegron已经构建了许多小工具来定制该软件，Gaitlin指出，他希望在后端数据库实现中看到一些改进。不过，在很大程度上，他对软件的性能非常满意。他说:“我不想回到过去，用旧的方式做事。”
比起草表格好
据产品管理经理菲尔德·希斯(Fielder Hiss)说，SolidWorks Corp.从根本上来说也是一家CAD公司。他指出，传统的二维CAD绘图仍然是大多数机械设计师的标准。然而，考虑到元素的复杂性，例如移动升降机，三维设计能力可能是一个显着的优势。如果操作得当，它可以避免在构建一个系统时发现移动的手臂在完全伸展时撞上了什么东西。
因此，SolidWorks的软件提供了3D功能和动态装配运动。利用该技术，可以通过软件构建具有多个连杆的虚拟机械臂，并对其进行模拟操作。希斯说:“你可以‘推动’零件，看看它们在现实世界中是如何运动的。”
其他软件功能包括碰撞检测;如果一只手臂试图穿过一个固体物体，比如键盘，就会发出警报。该模拟包括吊臂在延伸时的强度等因素，解决了对负载处理的担忧。
仿真的关键是模型的真实性。希斯说，SolidWorks软件使用有限元分析来确保准确性，但隐藏了细节，这样用户就不会面对令人生畏的数学。
他还指出，自几十年前推出以来，3D CAD软件的易用性有所提高;但他补充说，它仍然没有像它应该的那样简单易用。
虚拟化设计
Tecnomatix Technologies(2005年被私人控股的UGS Corp.收购)的软件在虚拟现实世界方面走得更远。它将逻辑行为模型添加到3D机械运动学建模中。它允许plc和其他控制元件进行模拟，目标是创建一个与真实世界程序匹配95%的虚拟过程。
UGS数字制造解决方案营销总监Ron Yosefi解释说，这种能力源于Tecnomatix在汽车行业的工作。驱动因素之一是产品推出的步伐加快;产品发布数量从1988年左右的每年0.9个增加到2004年左右的每年2.5个。随着制造的复杂性飙升，一个区域的机器人数量从一两个增加到12个或更多，上市时间不得不大幅缩短。
对于这种复杂的自动化设计，Tecnomatix提倡虚拟调试。Yosefi解释说，这是一种双轨方法，在这种方法中，整个过程在软件中复制，具有这样的真实性，可以检查期望的结果，也可以验证错误条件。“例如，我们可以使用人机界面来定义某个特定的机器人是否关机。我们点击一个按钮，机器人就会下降，我们可以看到系统是如何继续工作的。”
Yosefi补充说，传统的方法，即实际建立系统，然后解决问题，仍然被广泛使用。然而，他看到虚拟调试的使用越来越多。例如，宝马位于南卡罗来纳州斯帕坦堡的工厂最近首次在制造过程自动化中使用了这项技术。
迷失在翻译中
| 对于复杂的自动化设计，虚拟调试的双轨方法允许虚拟复制整个制造过程，其程度如此之高，以至于可以检查期望的结果并验证条件。 |
虽然CAD已经纳入了额外的功能，但其他软件的进步使设计自动化控制逻辑变得更加容易。考虑最近的高尔夫球场。由于Flowtronex PSI Inc.的系统，那里的草地可能会变绿。该公司生产由等效PLC控制的预包装水泵系统。
Flowtronex电气工程师Scott Smith表示，改变控制系统中传统的梯形逻辑并不容易。当客户需要更多内存时，Flowtronex不得不从一个PLC切换到另一个PLC时，这就成为了一个重大挑战。Flowtronex将其自动化软件转换为CoDeSys，这是一种跨语言平台，可以处理所有plc的标准IEC-61131-3编程语言，而不是与梯形逻辑斗争。Smith指出，提高编程效率的好处是非常主观的，但却是真实的。“我们的速度可能是其他情况下的两倍。”
他希望在某些方面有所改进，最明显的是内部和外部地址之间的翻译;总的来说，他对这个平台很满意。由3S-Smart Software solutions开发的codesys由Wago提供给Flowtronex。
通用代码保护伞
除了软件之外，3S还运营着一个自动化联盟，将不同的硬件制造商捆绑在一个共同的代码伞下。3S的工程师和营销经理Roland Wagner表示，CoDeSys可编程控制器无需任何硬件干预即可实现互操作。所需要的只是一个目标支持包，它由目标驱动程序和类似库的特定于目标的文件组成。然后，用户从包含IEC编辑器IL、LD、FBD、SFC和ST的列表中选择编辑器。
“工程师拥有所有这些可用于编程的编辑器。对于每个POU(可编程组织单元)，他可以决定使用哪个编辑器，”Wagner说。
当代码准备好执行时，由CoDeSys集成的本机代码编译器之一编译，然后将组装好的应用程序下载到PLC。然后就可以执行和调试了。
自动化软件改进的另一个前沿领域在于人机界面。一个例子是位于伊利诺伊州霍夫曼庄园的博世力士乐公司的WinStudio产品，该产品提供制造执行系统(MES)和监控和数据采集(SCADA)功能，用于监督和性能监控功能。
它还允许程序员为特定的应用程序自由定制人机界面(HMI)。博世力士乐产品经理Rami Alashqar表示，该软件的分层许可结构是最近的发展。因此，对于非常小的安装，它非常便宜甚至是免费的。
在Windows CE中创建
在另一个市场驱动的变化中，Alashqar指出，WinStudio现在可以在Windows ce中创建软件，Windows ce是一个随着使用无硬盘驱动器的系统而越来越受欢迎的操作系统。避免旋转存储介质使系统比普通个人电脑更可靠，更便宜。因此，在WinStudio中开发的软件现在具有了新的灵活性。Alashqar说:“该软件现在可以为基于PC或基于ce的系统创建屏幕，这是一样的。”“你可以改变目标。”
施耐德电气的软件通过提供与公司PLC中的嵌入式Web服务器一起工作的工具来增强PLC编程。该公司的FactoryCast工具的最新版本被称为FactoryCast HMI，它支持大量的Web标准，例如用于数据交换的XML和SOAP。HMI还连接到SQL和Oracle数据库，以及基于java的脚本语言。因此，自动化系统和plc的设计可以由任何熟悉标准的人来完成，这意味着刚毕业的工程师可以开发一个人机界面。
在工厂车间，这些功能允许从plc到企业管理系统的信息自由流动。这种交换的发生不需要中间pc、软件、人员或组织。正如施耐德电气美国自动化产品经理理查德•赫顿所说:“它消除了以前存在的一层硬件和软件。”
您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。
