自动化操作和管理系统技术方案

自动化操作和管理系统整合并分析来自自动化企业内多个机器的输入，以预测故障并提供用于防止机器操作期间的故障的对抗行动(counteractions)的指令，以及识别用于效率改进的机会，包括用于降低包括多个机器的设施内的峰值功率消耗需求的行动。机器可以包括机器控制器和至少一个基础层控制器，其中基础层控制器用作低级控制器，以根据由机器控制器设置的参数直接控制与基本层控制通信的元件的运动。基础层控制器收集其控制下的元件的定时数据，将定时数据与参数进行比较，并且当定时数据超出由参数限定的容限限度时设置警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,148，于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,151，于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,156，于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,158，于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,159，于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,163，于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,169，于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,170和于2014年5月8日提交的美国临时申请61/990,172的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开一般涉及操作和管理自动化设备，包括使用与计算设备通信的自动化控制器收集和捕获自动化数据。
技术介绍
设施可以包括多个机器。每个机器可以由连接到多个机器元件、电源和机器的传感器的可编程逻辑控制器(PLC)或类似的控制器控制。与传感器通信的控制器接收指示各种元件的条件状态的传感器输入到控制器。控制器可以被编程以通过扫描周期以预定频率进行扫描，扫描周期例如由将由机器的元件执行的操作序列(SOP)限定，并且基于由控制器接收的传感器输入和条件状态，选择性地使所述电源通电以致动所述元件以执行由所述程序定义的操作。每个机器及其相关联的控制器可以彼此独立于其他机器操作。当独立机器的每个控制器提供的输入未整合用于分析时，可能错过提高设备效率和减少设备停机时间的机会。
技术实现思路
提供了一种自动化操作和管理系统，其整合并分析来自自动化企业内的多个机器的输入以预测故障并提供用于防止机器操作期间的故障的发生的对抗行动的指令，并且识别用于效率改进的机会，包括降低在包括多个机器的设施内的峰值功率消耗需求的可执行的机会。企业可以包括多个设施，每个设施包括多个自动化机器。包括执行自动化操作的机器的用于企业的控制、操作和/或管理的自动化系统包括多个机器。多个机器中的每个机器包括机器控制器和多个元件。机器控制器被配置为控制多个元件以执行操作序列并且收集在由多个元件执行操作序列期间生成的包括定时数据的数据。该系统包括与多个机器控制器中的每一个进行通信以收集包括定时数据的数据的服务器。在一个示例中，服务器包括用于使用数据来预测多个元件中的至少一个元件的故障的编程，该数据可以包括定时数据和从多个机器控制器收集的例如条件状态数据的其他数据。响应于预测故障，服务器可以生成到包括至少一个元件的相应机器的机器控制器的指令，其中该指令是在相应机器的操作期间防止至少一个元件故障的对策。在一个示例中，对策是用备份元件替换至少一个元件的命令，其中在至少一个元件故障之前替换备份元件，使得停机时间被计划和被最小化和/或被避免，并且企业是“自我修复的”，例如，主动行动以防止企业中的机器和/或元件的故障。该系统还可以包括设施，该设施包括服务器、包括多个机器的第一设施系统和第二设施系统。在该示例中，服务器与第二设施系统通信以从第二设施系统收集设施系统数据，并且服务器包括编程，该编程用于使用包括定时数据和诸如从多个机器控制器收集的条件状态数据的非定时数据、以及从第二设施系统收集的设施系统数据的数据，预测设施中的多个元件中的至少一个元件的故障。例如，第二设施系统可以是用于控制设施的电源的基础设施系统、产品保证系统和生产控制系统中的一个。在一个示例中，多个机器中的至少一个机器包括第一站和第二站，第一站包括多个元件中的至少第一元件，第二站包括多个元件中的至少第二元件。该机器还包括与机器控制器和第一站通信的第一基础层控制器，以根据由第一基础层控制器从机器控制器接收的参数直接控制第一元件，并且还包括与所述机器控制器和所述第二站通信的第二基础层控制器，以根据由所述第二基础层控制器从所述机器控制器接收的参数来直接控制所述第二元件。第一站包括用于感测第一元件的第一状态的第一传感器，并且第二站包括用于感测第二元件的第二状态的第二传感器。第一基础层控制器和第二基础层控制器彼此通信，使得第一基础层控制器将第一条件状态传送到第二基础层控制器，并且第二基础层控制器将第二条件状态传送到第一基础层控制器。在一个示例中，响应于第一条件状态和第二条件状态，第一基础层控制器选择性地致动第一元件，并且响应于第一条件状态和第二条件状态，第二基础层控制器选择性地致动第二元件。在一个示例中，第一基础层控制器可以包括用于存储从第一站收集的数据的第一数据矩阵。数据可以包括定时数据，并且可以包括可以从第一站收集的诸如条件状态数据、功耗数据等的其他数据。数据矩阵在本文中也可以称为定时数据矩阵。第二基础层控制器可以包括用于存储从第二站收集的包括定时数据的数据的第二数据矩阵。机器控制器可以从第一数据矩阵和第二数据矩阵收集可以包括定时数据的数据，并且可以使用收集的数据(包括定时数据)来协调第一和第二基础层控制器的控制功能。第一基础层控制器可以将从第一站收集的数据与从机器控制器接收的参数进行比较，并且可以在所收集的数据的数据元素的一个或多个值在参数之外时设置警报。第二基础层控制器可以将从第二站收集的数据与从机器控制器接收的参数进行比较，并且可以在所收集的数据的数据元素的一个或多个值在参数之外时设置警报。在另一示例中，自动化操作系统可以用于控制机器，该机器包括第一控制器、在机器启动时可由第一控制器致动的第一元件以执行以第一周期时间为特征的第一周期、以及机器启动时可由第一控制器致动的第二元件以执行以第二周期时间为特征的第二周期。在一个示例中，第一周期时间在持续时间上比第二周期时间长，使得在操作中，第一控制器致动第一元件以在机器启动时执行第一周期并且将执行第二周期的第二元件的致动延迟达第一延迟时间，使得第二元件在相对于机器启动的延迟的开始时间执行第二周期。在该示例中，第一延迟时间和第二周期时间的持续时间的总和小于第一周期时间。该控制方法的优点在于，减少机器启动时的功率消耗需求，而不增加工件保持在机器中的持续时间，因为工件保持在机器中的持续时间继续由执行最长持续时间的周期的元件的周期时间控制。在本示例中，当延迟时间和第二周期时间的持续时间的总和小于预定限度时，第一控制器将第二元件的致动延迟延迟时间，其中预定限度小于第一周期时间。该系统可以包括用于为第一元件和第二元件供电的电源，其中电源与第一控制器通信。第一控制可以命令电源在机器启动时给第一元件通电，并且可以命令电源在延迟的开始时间为第二元件通电。在该示例中，机器还可以包括第二控制器和第三元件，该第三元件可以在机器启动时由第二控制器致动以执行以第三周期时间为特征的第三周期，其中第三周期时间在持续时间上比第一周期时间短。第二控制器可以延迟执行第三周期的第三元件的致动达第二延迟时间，使得第三元件在相对于机器启动的延迟的开始时间执行第三周期，其中，第二延迟时间和第三周期时间的持续时间的总和小于第一周期时间，并且第一延迟时间的持续时间可以不同于第二延迟时间的持续时间。继续该示例，机器还可以包括与第一控制器和第二控制器通信的第三控制器，其中第三控制器包括定义包括第一、第二和第三周期的操作序列的编程，并且其中第一延迟时间和所述第二延迟时间由所述操作序列限定，并且所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制自动化的系统，所述系统包括：多个机器；其中所述多个机器中的每个机器包括机器控制器和多个元件；其中所述机器控制器被配置为控制所述多个元件以执行操作序列并且收集由所述多个元件执行所述操作序列期间生成的数据；和与所述多个机器控制器中的每一个通信以收集所述数据的服务器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 US 61/990,148;2014.05.08 US 61/990,151;1.一种用于控制自动化的系统，所述系统包括：多个机器；其中所述多个机器中的每个机器包括机器控制器和多个元件；其中所述机器控制器被配置为控制所述多个元件以执行操作序列并且收集由所述多个元件执行所述操作序列期间生成的数据；和与所述多个机器控制器中的每一个通信以收集所述数据的服务器。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述服务器包括用于使用从所述多个机器控制器收集的数据来预测所述多个元件中的至少一个元件的故障的编程。3.如权利要求2所述的系统，其中，响应于预测所述故障，所述服务器向包括所述至少一个元件的相应机器的机器控制器生成指令；其中所述指令是用于在所述相应机器的操作期间防止所述至少一个元件的故障的对策。4.如权利要求3所述的系统，其中所述对策是将所述至少一个元件替换为备用元件的命令。5.如权利要求3所述的系统，还包括：设施，包括：服务器；包括所述多个机器的第一设施系统；第二设施系统；其中所述服务器与所述第二设施系统通信以从所述第二设施系统收集设施系统数据；其中所述服务器包括用于使用从所述多个机器控制器收集的数据结合从所述第二设施系统收集的设施系统数据来预测所述多个元件中的所述至少一个元件的故障的编程。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述第二设施系统是用于控制所述设施的电源的基础设施系统。7.如权利要求5所述的系统，其中，所述第二设施系统是产品保证系统和生产控制系统的一个。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个机器中的至少一个机器还包括：第一站，其包括所述多个元件中的第一元件；第二站，其包括所述多个元件中的第二元件；第一基础层控制器，其与机器控制器和第一站通信，以根据由第一基础层控制器从机器控制器接收的参数直接控制第一元件；和第二基础层控制器，其与机器控制器和第二站通信，以根据由第二基础层控制器从机器控制器接收的参数直接控制第二元件。9.如权利要求8所述的系统，还包括：所述第一站包括用于感测所述第一元件的第一条件状态的第一传感器；所述第二站包括用于感测所述第二元件的第二条件状态的第二传感器；其中所述第一基础层控制器和所述第二基础层控制器彼此通信，使得所述第一基础层控制器将所述第一条件状态传送到所述第二基础层控制器，并且所述第二基础层控制器将所述第二条件状态传送到所述第一基础层控制器。10.如权利要求9所述的系统，其中：所述第一基础层控制器响应于所述第一条件状态和所述第二条件状态选择性地致动所述第一元件；和所述第二基础层控制器响应于所述第一条件状态和所述第二条件状态选择性地致动所述第二元件。11.如权利要求10所述的系统，其中：所述第一基础层控制器包括用于存储从所述第一站收集的数据的第一数据矩阵；所述第二基础层控制器包括用于存储从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：DJ王，
申请(专利权)人：比特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US