- Techninė dokumentacija pramoninėje automatizacijoje yra labai svarbi efektyviam įrenginių projektavimui, surinkimui, saugai ir priežiūrai.
- Pilną projektą sudaro ataskaita, elektros ir pneumatikos brėžiniai, PLC įvesties/išvesties schemos, eksploatavimo ir priežiūros vadovai bei kokybės ir aplinkosaugos priedai.
- Tokios priemonės kaip „AutoCAD“, „CADeSIMU“ ir „ePLAN Electric“ leidžia kurti, struktūrizuoti ir atnaujinti sudėtingą dokumentaciją naudojant standartizuotą simbologiją.
- Aukštojo automatikos ir pramoninių robotų technikos techniko ciklo techninės dokumentacijos mokymai parengia specialistą valdyti realius projektus.
Pramoninės automatikos dokumentacija ir vadovai nėra tik popieriaus lapas, kurį galima atiduoti į šalį ir pamiršti. Jie yra gerai suprojektuoto, be klaidų ir saugaus automatizuoto įrengimo pagrindas, užtikrinantis, kad jis daugelį metų veiktų maksimaliu našumu. Bet kurioje šiuolaikinėje gamybos linijoje, nuo pradinės projekto koncepcijos iki galutinės priežiūros ataskaitos, viskas priklauso nuo gerai parengtos techninės dokumentacijos.
Kalbėdami apie pramoninę automatizaciją ir robotiką , turime omenyje programuojamus loginius valdiklius (PLC) , ryšio tinklus, elektros skydines, elektropneumatines sistemas, robotus, jutiklius, kintamo dažnio pavaras, stebėjimo programinę įrangą ir daug daugiau. Visa tai koordinuoti be aiškios dokumentacijos būtų neįmanoma užduotis. Štai kodėl, rengiant aukštesnio lygio pramoninės automatikos ir robotikos techniką, techninė dokumentacija laikoma pagrindiniu moduliu ir yra išsamiai aptariama – nuo projekto dokumentų tipų iki kokybės ir aplinkosaugos priedų.
Techninės dokumentacijos svarba pramoninėje automatizacijoje
Automatizavimo projekte techninė dokumentacija tiesiogiai veikia bendrą gamyklos našumą: prastovų laiką, trikčių šalinimo paprastumą, modifikacijų ar išplėtimų greitį, operatoriaus saugą ir galimybę pagrįsti išlaidas. Projektas gali turėti puikią techninę ir sudėtingą programinę įrangą, tačiau jei dokumentacija yra prasta, galiausiai bus švaistomas laikas ir pinigai, o rizika padidės. Bendras gamyklos našumas tiek pat priklauso nuo projekto, kiek nuo patvirtinamųjų dokumentų kokybės.
Patirtis šiame sektoriuje parodė, kad išsami ir gerai struktūrizuota techninė dokumentacija žymiai sumažina klaidų skaičių surinkimo metu, padeda išvengti dviprasmiškų interpretacijų tarp skyrių (inžinerijos, gamybos, priežiūros, pirkimų) ir palengvina bet kuriam naujam technikui suprasti įrengimą, ne visada pasikliaujant jį įrengusiu asmeniu. Tai ypač svarbu sudėtingose gamybos linijose, kuriose naudojamos elektros skydinės, automatizavimo sistemos, pneumatinės sistemos ir bendradarbiaujantys robotai.
Be to, daugelyje pramoninių projektų dokumentacija yra sutartinis reikalavimas . Galutinis klientas reikalauja minimalaus dokumentų rinkinio: ataskaitos, techninių specifikacijų, elektros ir pneumatinių schemų, naudojimo instrukcijos, techninės priežiūros instrukcijos , atsarginių dalių sąrašo, atitikties sertifikatų ir kt. Neišsami arba prastai parengta dokumentacija gali lemti vėlavimą priimant įrenginį, finansines baudas arba būtinybę projekto pabaigoje perrašyti didelę dalį dokumentacijos.
Švietimo srityje specializuotuose darbuose, skirtuose pramoninės automatikos ir robotikos programų techninei dokumentacijai , sistemingai apibrėžiama, kaip šie dokumentai turėtų būti rengiami ir organizuojami. Šios nuorodos tapo standartine studijų ir informacine medžiaga tiek profesinio mokymo centruose, tiek inžinerijos katedrose, nes jose susisteminamos sąvokos ir standartizuojami vaizdavimo, simbolių ir formatų kriterijai.
Kita vertus, svarbu nepamiršti, kad techninė dokumentacija taip pat yra labai svarbi saugai . Darbuotojų saugos ir sveikatos reglamentai bei mašinų direktyvos reikalauja, kad gamintojai pateiktų aiškius naudotojo vadovus, blokavimo / žymėjimo procedūras, atnaujintas diagramas ir aiškiai matomus įspėjimus. Prasta dokumentacija gali lemti nesaugų veikimą, elektros blokavimo klaidas arba netinkamą intervenciją į automatizuotas sistemas.
Pagrindiniai automatizavimo projekto dokumentai
Bet kuriame pramoninės automatizavimo projekte yra pagrindinių dokumentų rinkinys, kuris laikomas būtinu projektuojant, surinkant, programuojant ir patikimai prižiūrint įrenginį. Šie dokumentai atitinka struktūrą, kuri paprastai kartojama daugumoje inžinerijos įmonių.
Pirma, yra projekto techninė ataskaita , kurioje aprašomas automatizavimo tikslas, apimtis, pradinė situacija, priimti sprendimai, pagrindinės įrengimo charakteristikos ir projektavimo kriterijai (taikomi standartai, saugos lygiai, gamybos reikalavimai). Ši ataskaita yra bendras vadovas ir nuoroda norint suprasti visą projektą.
Kitas svarbus elementas yra techninės specifikacijos ir medžiagų sąrašai . Juose išsamiai aprašoma pasirinkta įranga (PLC, įvesties/išvesties moduliai, kintamo dažnio pavaros, relės, atjungimo jungikliai, kontaktoriai, vožtuvai, cilindrai, jutikliai, pavaros ir kt.), jų pagrindinės charakteristikos, gamintojai ir dalių numeriai. Šios specifikacijos naudojamos tiek perkant, tiek prižiūrint, nes leidžia greitai rasti tinkamas atsargines dalis.
Elektros, elektronikos ir pneumatinės schemos vaizduoja maitinimo, valdymo ir ryšio sistemas. Jose pateikiama viskas – nuo bendrųjų maitinimo ir apsaugos schemų iki kiekvieno gnybtų bloko, kiekvieno PLC įvesties/išvesties modulio, kiekvieno laidinio jutiklio ir kiekvieno pramoninio tinklo elemento detalių. Be šių schemų, trikčių šalinimas ar instaliacijos dalių modifikavimas tampa daug lėtesne ir labiau klaidų linkusia užduotimi.
Kartu su brėžiniais parengiamos veikimo diagramos ir funkcinė dokumentacija : srautų schemos , sekų aprašymai, signalų laiko diagramos, įvesties / išvesties lentelės ir komentarai apie valdymo logiką. Ši dalis yra būtina PLC programuotojams ir priežiūros sistemų operatoriams, taip pat ir priežiūros personalui, kuris turi tiksliai suprasti, ką kiekviena programa daro ir kokiomis sąlygomis ji veikia.
Galiausiai, projekto dokumentų rinkinį sudaro naudojimo ir priežiūros vadovai . Naudojimo vadove naudotojui paaiškinama, kaip naudoti įrenginį: darbo režimai, rankiniai manevrai, paleidimo ir išjungimo procedūros bei kasdienio naudojimo saugos gairės. Jame taip pat aprašoma susidėvėjusių komponentų patikra, valymas, reguliavimas, keitimas, taip pat dažniausiai pasitaikančių gedimų valdymas ir diagnostika.
Standartinės grafinio vaizdavimo taisyklės ir simbolika
Kad bet kuris technikas galėtų teisingai interpretuoti dokumentus, būtina laikytis standartinių grafinio vaizdavimo ir simbolių naudojimo konvencijų . Pramoninėje automatizacijoje elektriniams grafiniams simboliams naudojami tarptautiniai standartai, tokie kaip IEC 60617 serija, be to, taikomi specialūs pneumatikos, hidraulikos ir valdymo elementų vaizdavimo standartai.
Nuoseklus standartizuotų elektros ir elektronikos simbolių naudojimas užtikrina, kad diagramą suprastų skirtingų įmonių ir šalių technikai. Jungikliai, kontaktoriai, relės, skyrikliai, automatiniai jungikliai, srovės nuotėkio įtaisai, transformatoriai, dažnio keitimo pavaros ir programuojami valdikliai (PLC) vaizduojami sutartiniais simboliais su aiškiais žymėjimais (pvz., Q – jungikliai, K – relės, F – saugikliai ir kt.).
Pneumatikos ir elektropneumatikos srityje vožtuvams, cilindrams, pavaroms ir pagalbiniams komponentams taip pat naudojami specialūs simboliai . Kelių ir padėčių diagramos, srauto krypties rodyklės ir pavaros elementai (elektriniai, rankiniai, mechaniniai) vaizduojami standartizuotais simboliais, kurie leidžia iš pirmo žvilgsnio suprasti grandinės veikimą.
Kita esminė grafinio vaizdo dalis yra įrenginio žymėjimo kodas , kuris kiekvienam komponentui priskiria unikalų identifikatorių (pavyzdžiui, -Q1, -K10, -M3, -B2). Šis kodas kartojamas brėžiniuose, medžiagų sąrašuose ir programavimo programinėje įrangoje, kad būtų galima lengvai atsekti ryšį tarp schemos, fizinės įrangos ir kintamojo PLC programoje.
Šių grafinio vaizdavimo standartų laikymasis yra ne tik estetinis klausimas. Tai supaprastina projekto peržiūrą, sumažina painiavą, palengvina auditus ir sertifikavimą bei padeda išlaikyti nuoseklumą skirtinguose dokumentuose per visą objekto gyvavimo ciklą. Be to, daugelyje kompiuterinio projektavimo įrankių yra standartizuotų simbolių bibliotekos, siekiant užtikrinti šį nuoseklumą.
Grafinės dokumentacijos kūrimas naudojant AutoCAD ir sluoksnių naudojimas
Kuriant pramoninės automatikos brėžinius, viena iš plačiausiai naudojamų programų yra „AutoCAD“ , ypač elektros schemoms, aukštų planams ir surinkimo detalėms. Vienas iš raktų į aiškios ir lengvai valdomos dokumentacijos gavimą yra sumanus sluoksnių naudojimas , leidžiantis informaciją tvarkyti pagal elementų tipą.
Įprasta praktika yra atskirti maitinimo laidininkus, valdymo linijas, valdymo signalus, įvesties / išvesties nuorodas ir matmenis į nepriklausomus sluoksnius . Tai leidžia rodyti arba slėpti informacijos grupes pagal poreikį, supaprastinant peržiūros procesą ir neleidžiant brėžiniui tapti neįskaitomam dėl per didelio vienu metu matomų detalių skaičiaus.
Sluoksniai taip pat naudojami esamiems ir naujiems elementams atskirti plėtros ar renovacijos projektuose. Keičiant spalvą, linijos storį ar kontūro tipą, lengviau atpažinti, kurios įrenginio dalys yra modifikuojamos, o kurios išsaugomos – tai ypač naudinga dirbant veikiančiose gamyklose, kur visos sistemos negalima išjungti iš karto.
Kitas svarbus aspektas yra standartizuotų simbolių ir langelių blokų , kurie pakartotinai naudojami skirtinguose projektuose, kūrimas . Ši praktika suvienodina kriterijus, taupo laiką ir užtikrina, kad naudojama simbolika visada būtų ta pati. Automatizavimo projektuose šie blokai paprastai apima kontaktų, ričių, gnybtų blokų, PLC gnybtų, įvesties/išvesties plokščių, apsaugos relių ir jungiamųjų dėžių simbolius.
Grafinėje „AutoCAD“ dokumentacijoje taip pat atkreipiamas dėmesys į mastelį, teksto dydį ir brėžinių hierarchiją . Bendrieji brėžiniai rodo bendrą vaizdą (pavyzdžiui, maitinimo šaltinio vienos linijos schema), o detalieji brėžiniai sutelkti į konkrečias plokštes, grindų zonas arba automatizavimo mazgus. Visa tai susisteminta brėžinių rodyklėje, kuri palengvina naršymą visoje dokumentacijoje.
Elektros instaliacijų ir automatizuotų sistemų techniniai brėžiniai
Be bendrinio CAD, pramoninėje automatizacijoje ypač svarbūs yra konkretūs elektros instaliacijų ir automatizuotų sistemų techniniai brėžiniai , kuriems reikalinga labai tiksli struktūra ir turinys. Tai apima galios diagramas, taip pat valdymo ir ryšio sistemų diagramas.
Galios diagramose pavaizduoti transformatoriai, pagrindiniai skirstomieji skydai, apsauginiai įtaisai, šynos, maitinimo linijos ir varikliai, nurodant laidininkų skerspjūvius, apsauginių įtaisų vardines vertes ir paleidimo būdus (žvaigždės-trikampio perjungimas, švelnus paleidimas, kintamo dažnio pavara). Šios diagramos yra būtinos norint apskaičiuoti pajėgumus, parinkti apsauginių įtaisų dydį ir užtikrinti instaliacijos saugą.
Valdymo ir veikimo schemose pateikiami visi valdymo įtaisai (mygtukai, selektoriai, ribiniai jungikliai, jutikliai), relės, pagalbiniai kontaktorius ir laidinė logika, taip pat valdymo komponentas, valdomas programuojamų loginių valdiklių (PLC). Daugelyje šiuolaikinių instaliacijų laidinė logika yra sumažinta iki minimumo, o didžiąją dalį sekos tvarko PLC programinė įranga, tačiau valdymo schemos vis tiek yra būtinos norint suprasti, kaip įvairūs elementai yra tarpusavyje susiję.
Kitas esminis rinkinys susideda iš programuojamų loginių valdiklių (PLC) įvesties / išvesties diagramų . Šiose diagramose parodytas kiekvieno jutiklio ir vykiklio priskyrimas fiziniam įvesties / išvesties adresui: skaitmeniniam, analoginiam arba specialiam (greitų skaitiklių, svėrimo modulių ir kt.). Aiškumas šiose diagramose yra labai svarbus, nes jos tiesiogiai susieja fizinį pasaulį su PLC programa, palengvindamos tiek paleidimą, tiek vėlesnį trikčių šalinimą.
Elektropneumatinėse instaliacijose pateikiamos pneumatinės ir elektropneumatinės schemos , kuriose parodytas suspausto oro tinklas, paskirstymo vožtuvai, cilindrai, slėgio reguliatoriai, oro paruošimo elementai ir pavaros. Diagramose taip pat išsamiai aprašyta, kaip šie vožtuvai yra valdomi elektra per reles arba PLC išėjimus, tokiu būdu integruojant pneumatinį valdymą į bendrą automatizavimo sistemą.
Norint efektyviai kurti ir valdyti visus šiuos techninius brėžinius, įprasta naudoti specialius elektrotechnikos įrankius, tokius kaip „CADeSIMU“ arba „ePLAN Electric“ , kurie siūlo pažangias funkcijas schemoms kurti, automatiškai generuoti kabelių, gnybtų blokų ir komponentų sąrašus bei valdyti modifikacijas ir versijas viso projekto gyvavimo ciklo metu.
CADeSIMU ir ePLAN Electric naudojimas dokumentacijoje
Specializuota programinė įranga, tokia kaip CADeSIMU ir ePLAN Electric, tapo nepakeičiama automatizavimo technikų priemone ne tik schemoms kurti, bet ir naujausiai pramoninių įrenginių dokumentacijai generuoti bei prižiūrėti. Šios priemonės leidžia jiems peržengti tradicinio braižymo ribas ir dirbti su labai struktūrizuotais projektais.
Pavyzdžiui, naudojant CADeSIMU , elektros schemas galima kurti ir modeliuoti didaktiniu būdu, o tai labai naudinga mokymuose. Vartotojai gali surinkti grandines, išbandyti jų veikimą ir patikrinti kontaktų logiką prieš jas įdiegdami realiame pasaulyje. Tai sustiprina klasikinių automatizavimo sistemų (tiesioginio paleidimo, blokavimo, atbulinės eigos) supratimą ir palengvina vėlesnį perėjimą prie sudėtingesnių PLC valdomų sistemų.
Kita vertus, „ePLAN Electric“ skirta didesniems pramoniniams projektams, nes leidžia kurti profesionalias schemas su pažangiu kryžminių nuorodų valdymu, automatiniu kabelių numeravimu, medžiagų sąrašų generavimu ir susijusia dokumentacija. Pagrindinis privalumas yra tas, kad schema iš paprasto brėžinio transformuojama į nuoseklią techninę duomenų bazę.
Naudodami šiuos įrankius, technikai gali automatiškai generuoti kabelių, gnybtų blokų, PLC gnybtų ir etikečių sąrašus , taip žymiai sumažindami transkripcijos klaidas ir dokumentacijos laiką. Be to, vėlesni pakeitimai atsispindi visuose susijusiuose dokumentuose, todėl dokumentaciją lengva atnaujinti net ir po kelių diegimo atnaujinimų.
Dar vienas privalumas – galimybė taikyti įmonės standartus naudojant makrokomandas ir šablonus . Įprastus grandinių blokus, tokius kaip variklių paleidikliai, vožtuvų grupės arba saugos moduliai, galima išsaugoti kaip pakartotinai naudojamus šablonus su jų nuorodomis, tekstu ir jungtimis, taip paspartinant projektavimą ir užtikrinant dokumentų nuoseklumą skirtinguose projektuose ir tarp technikų.
Biudžetai ir kainų duomenų bazės automatizavimo projektuose
Automatizavimo projekto dokumentacija neapsiriboja vien techniniais aspektais; ji taip pat apima išsamių biudžetų parengimą . Šie biudžetai paprastai sudaromi naudojant kainų duomenų bazes , kuriose išvardytos medžiagų, darbo, išorinių paslaugų ir kitų diegimui reikalingų elementų kainos.
Šiose duomenų bazėse įrašomi PLC, moduliai, elektros skydai, vamzdžiai, laidai, jutikliai, pavaros, pneumatiniai komponentai ir kiti elementai, nurodant kiekvieno vieneto kainą, taikomas nuolaidas ir tiekėjų nuorodas. Šiuos elementus galima importuoti iš techninio projekto ir medžiagų sąvadų, sugeneruotų naudojant tokias priemones kaip „ePLAN“, ir priskirti jiems atitinkamas kainas.
Medžiagų sąrašo (BOM) integravimas su biudžetu padeda išvengti neatitikimų tarp projekto ir kainos pasiūlymo. Jei projekto metu atnaujinamas komponentas (pavyzdžiui, pakeičiant disko tipą arba pridedant papildomų įvesties / išvesties modulių), biudžetą galima patikimiau perskaičiuoti, išvengiant netikėtumų dėl išlaidų ir problemų su klientu.
Biudžetuose taip pat yra skyriai, skirti darbo sąnaudoms, susijusioms su surinkimu, kabelių tiesimu, programavimu ir paleidimu . Jos apskaičiuojamos remiantis apskaičiuotomis valandomis vienai užduočiai, pagrįstomis patirtimi arba istoriniais duomenimis. Gerai struktūrizuota techninė dokumentacija padeda tiksliau įvertinti šiuos įverčius, nes aiškiai parodo tikrąjį įrengimo sudėtingumą. Tinkamas paleidimo planavimas yra labai svarbus norint valdyti tiek laiką, tiek sąnaudas.
Be to, tam tikriems objektams pridedami papildomi ekonominiai priedai , pavyzdžiui, investicijų grąžos (ROI) analizės, skirtingų technologinių sprendimų palyginimai, pasirenkamų funkcijų suskirstymas ir būsimi plėtros planai. Visa ši informacija yra projekto dokumentacijos dalis ir daro įtaką galutinio kliento sprendimų priėmimui.
Priedai dėl kokybės, aplinkos ir prevencinės priežiūros
Visapusiškas pramoninės automatizavimo projektas paprastai pateikiamas kartu su kokybės valdymo , aplinkos valdymo ir priežiūros planų priedais ir vadovais. Šie elementai papildo grynai techninę dokumentaciją ir atitinka įmonės valdymo sistemas (ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001 ir kt.).
Kokybės srityje tai apima patikros procedūras, funkcinius bandymus, paleidimo kontrolinius sąrašus ir priėmimo protokolus. Šiuose dokumentuose apibrėžiama, kaip tikrinama, ar įrenginys atitinka projektavimo reikalavimus, kokie bandymai atliekami valdymo skydams, kokie bandymai atliekami apsauginiams įtaisams ir kokie įrašai turi būti saugomi.
Aplinkosaugos požiūriu dokumentacijoje pateikiamos atliekų tvarkymo, pavojingų komponentų (baterijų, įrangos, kurioje yra alyvų, elektroninių komponentų) tvarkymo instrukcijos ir rekomendacijos, kaip sumažinti energijos suvartojimą ir išmetamųjų teršalų kiekį. Automatizavimo srityje tai gali apimti optimalią kintamo dažnio pavarų konfigūraciją, energijos taupymo režimus išjungimo metu ir didelio efektyvumo įrangos pasirinkimą.
Kalbant apie techninę priežiūrą, prieduose aprašomi prevencinės ir nuspėjamosios techninės priežiūros planai , nurodant periodines užduotis (reguliavimą, apžiūrą, tepimą, filtrų keitimą, jungčių patikrinimą), rekomenduojamus dažnumus ir reikalingus išteklius. Pažangiose sistemose įtraukiami nuspėjamosios techninės priežiūros metodai, naudojant jutiklių ir stebėjimo sistemų duomenis, siekiant numatyti variklių, guolių ar elektroninių komponentų gedimus.
Šie priedai yra integruoti su kitais techniniais dokumentais, kad sudarytų darnų rinkinį, kuriame ne tik aprašoma, kaip įrenginys pagamintas, bet ir kaip jis turėtų būti saugiai, efektyviai ir tvariai eksploatuojamas per visą jo naudingo naudojimo laiką, o tai vis labiau vertina pramonės įmonės ir administracijos.
Mokymo turinys: techninė dokumentacija aukštesniajam automatikos ir pramoninių robotų specialistui
Aukštojo automatikos ir pramoninių robotų technikos techniko mokymo ciklo metu techninės dokumentacijos dalykas arba modulis sistemingai plėtoja visas minėtas sąvokas, siekiant, kad būsimasis technikas įvaldytų tiek dokumentų skaitymą, tiek rengimą realiuose projektuose.
Šis modulis apima viską – nuo pramoninio projekto dokumentų tipų (ataskaitų, brėžinių, vadovų, priedų) iki praktinio CAD įrankių ir specializuotos programinės įrangos naudojimo, įskaitant simbolių, vaizdavimo ir dokumentų standartizavimo standartus. Studentai mokosi naudoti tokias programas kaip „AutoCAD“ bendriesiems brėžiniams ir tokias programas kaip „CADeSIMU“ ar „ePLAN Electric“ elektros ir valdymo sistemoms.
Šios temos darbuose paprastai pateikiama daug paveikslėlių, iliustracijų ir maitinimo, valdymo bei PLC įėjimų/išėjimų laidų schemų, taip pat lentelių su komponentų žymėjimais ir išspręstų problemų pavyzdžiais. Šis teorijos ir praktikos derinys leidžia technikams ne tik „skaityti“ diagramą, bet ir sukurti ją nuo nulio, pasitelkiant profesionalią patirtį.
Be to, daugiausia dėmesio skiriama dokumentacijos integravimui su kokybės valdymu ir priežiūra , paaiškinant, kaip parengti prevencinės priežiūros priedus, kaip dokumentuose atspindėti saugos procedūras ir kaip sudaryti vadovus, kurie būtų tikrai naudingi galutiniam vartotojui, o ne tiesiog formalūs dokumentai.
Šį mokymo metodą papildo kita informacinė medžiaga, pavyzdžiui, įvadinės knygos apie automatizavimą ir pramoninę automatizavimą, kurios padeda kontekstualizuoti dokumentaciją valdymo sistemų, reguliavimo, robotikos ir pramoninių ryšių žinių kontekste.
Pramoninės automatikos dokumentacija ir vadovai sudaro techninį ir organizacinį pagrindą, be kurio neįmanoma patikimai, saugiai ir efektyviai projektuoti, įdiegti ir prižiūrėti šiuolaikinių įrenginių. Šios srities įvaldymas, tiek praktiškai, tiek reglamentų požiūriu, tapo esminiu įgūdžiu kiekvienam specialistui, siekiančiam karjeros automatizavimo ir robotikos srityje pramonėje.
