سأل متدرب مرة لماذا يتخطى برنامج آلة الملء الخاصة به أحيانًا خطوة ويملأ الزجاجة قبل أن يتم وضع الزجاجة في مكانها. كانت الإجابة ليست مؤقتًا مفقودًا - بل كانت حالة مفقودة. كان برنامجه عبارة عن مجموعة من الشروط المستقلة؛ الآلات التسلسلية الحقيقية هي آلة حالة، والفرق هو الفرق بين برنامج يعمل على الورق وبرنامج يعمل يوم الإثنين.
التحكم التسلسلي موجود في كل مكان في الأتمتة: خط ملء، دوار، مكبس طباعة، كابينة طلاء. الخطأ الكلاسيكي هو كتابة كل مخرج كشرط فضفاض - "عندما يكون المستشعر A والموقت B، افتح الصمام C" - ثم تصحيح الأخطاء في التركيبات المستحيلة في الساعة 2 صباحًا. الحل هو التوقف عن التفكير في المخرجات والبدء في التفكير في الحالات.
ما هي آلة الحالة فعليًا
آلة الحالة هي مجموعة من الخطوات المسماة والقواعد للتحرك بينها. تكون الآلة دائمًا في خطوة واحدة بالضبط: انتظر، وضع، ملء، ختم، طرد. كل خطوة لها إجراءات دخول، وشروط خروج، وحراس. يتم ملء الزجاجة فقط في خطوة الملء، وخطوة الملء يمكن الوصول إليها فقط من وضع عندما يؤكد مستشعر الزجاجة الوضع. يبدو الأمر كالبيروقراطية؛ لكنه يتصرف كالهندسة.
في FBD من xLogicSoft، تتطابق آلة الحالة بشكل نظيف مع نمط سجل التحويل الكلاسيكي أو مع علامات F المستخدمة كبتات خطوات. النمط: علامة F واحدة لكل خطوة، مجموعة من شروط الانتقال، وكتلة انتقال واحدة لضمان تقدم الآلة خطوة واحدة بالضبط لكل حدث. نظرًا لأن الخطوة الحالية مرئية دائمًا - يظهر LCD أي علامة F نشطة - يمكن للمشغل ورجل الصيانة أن يروا بسرعة أين تعتقد الآلة أنها موجودة. هذه الميزة الوحيدة تقلل من وقت استكشاف الأخطاء أكثر من أي دليل تشخيص.
بناءها: ثلاث محطات ملء
خذ مثالًا بسيطًا من ثلاث محطات: تصل زجاجة، تُملأ، تُغطى. الخطوات:
- الخطوة 0 في وضع الخمول: جميع المخرجات مغلقة. الانتقال: مستشعر وجود الزجاجة، زر البدء.
- الخطوة 1 الوضع: يعمل الحزام الناقل حتى تتوقف الزجاجة عند رأس التعبئة. الانتقال: مستشعر الوضع.
- الخطوة 2 التعبئة: يفتح صمام التعبئة لمدة محددة أو حتى يتم تنشيط مستشعر المستوى. الانتقال: انتهاء المؤقت.
- الخطوة 3 الإغلاق: ينخفض الغطاء ويضغط. الانتقال: تأكيد الضغط، انتهاء المؤقت.
- الخطوة 4 الطرد: يعمل الحزام الناقل لتحريك الزجاجة للخارج. الانتقال: مسح مستشعر الخروج.
كل انتقال يستخدم كتلة تأخير أو كتلة ريلاي مسح (مرة واحدة) بحيث يحدث التقدم مرة واحدة بالضبط. الحارس في كل انتقال هو الخطوة نفسها - لا يمكن أن تبدأ الخطوة 2 ما لم تكن الآلة في الخطوة 1، نقطة. لا يمكن ملء الزجاجة مبكرًا لأن "المبكر" لا يوجد كشرط؛ إنه ليس في جدول الخطوات، والزجاجة ليست موضوعة حتى تغادر الآلة الوضع.
أعط المشغل وضع خطوة يدوي قبل أن تعطيه أي شيء آخر. يسمح إدخال المحدد للآلة بالتقدم خطوة واحدة في كل مرة عبر التسلسل، بحيث يمكن لفني الإعداد دفع الخط من خلال الوضع، والملء، والتغطية بشكل فردي أثناء مراقبة المحركات. تجعل آلة الحالة هذا تافهًا - التقدم خطوة واحدة هو مجرد إجبار الانتقال التالي - ويحول التشغيل من لغز إلى قائمة مراجعة. الآلات التي لا يمكن التقدم من خلالها يدويًا هي آلات يتم تصحيح أخطائها باستخدام مفك براغي.
اختبار وضع الفشل
إليك التمرين الذي يكشف ما إذا كنت قد بنيت آلة حالة أو كومة شروط: قم بإدراج الطوارئ. هل الزجاجة عالقة تحت رأس الملء؟ يجب أن تبقى الآلة في الملء، وتوقف المضخة، وتصدر إنذارًا - لا تتجول إلى الطرد وتفريغ المنتج على الأرض. هل يفشل المستشعر ويبلغ "الزجاجة موجودة" إلى الأبد؟ يجب أن تقوم الآلة بتوقيت خطوة الوضع وإصدار إنذار، وليس ملء نفس الزجاجة غير المرئية طوال الليل. هل يفشل المستشعر في الاتجاه الآخر، "غير موجود أبدًا"؟ تنتظر الآلة بصبر - هذا جيد، هذا ما يجب أن تفعله الآلات.
اكتب مراقبًا في البرنامج: إذا جلست الآلة في أي خطوة غير خمول لفترة أطول من الحد الأقصى للوقت الخاص بالخطوة، انتقل إلى حالة خطأ، وقطع المخرجات، ووميض الإنذار. الحد الأقصى للوقت هو رقم تعرفه بالفعل من وقت الدورة - أنت لا تخمن، أنت تفرض الفيزياء.
قرر ما يحدث بعد حدوث خطأ قبل حدوث الخطأ. الخيار الشائع: تتوقف الآلة حيث هي، يقوم المشغل بإزالة السبب، يضغط على إعادة الضبط، ويعود التسلسل إلى الخمول - أو إلى بداية الخطوة المقطوعة إذا كان المنتج لا يزال آمنًا. العودة إلى الخمول أبسط وأكثر أمانًا للآلات الصغيرة؛ استئناف منتصف الدورة أسرع ولكنه يتطلب معرفة كل حالة مخرج وثبوتها. بالنسبة لآلة الملء، فإن الخمول هو الجواب الصادق - زجاجة نصف ممتلئة هي خردة في كلتا الحالتين.
لماذا تتفوق FBD على منطق السلم في هذا
عادة تصحيح الأخطاء التي تؤتي ثمارها على الفور: اجعل الخطوة الحالية مرئية على شاشة LCD الأمامية كرقم عادي. تصبح أول تقرير للمشغل "إنها عالقة في الخطوة 4"، وليس "تفعل شيئًا غريبًا"، وتشير الخطوة 4 مباشرة إلى شرط انتقالها. في xLogicSoft، تكون بتات العلامة موجودة هناك في نافذة المراقبة، لذا تظهر جلسة الكمبيوتر المحمول نفس الصورة التي تظهرها شاشة LCD. مطابقة كلمات المشغل مع حالة البرنامج تقلل من بحث مدته ساعتين إلى عشرين دقيقة في كل مرة.
يمكن أن تعبر منطق السلم عن آلة حالة، لكنها تتطلب مئة درجة ورسم بياني لا يقرأه أحد. في FBD، تكون بنية الخطوة أمامك: يظهر سجل التحويل أو كتلة العلامة الخطوة الحالية، والكتل الانتقالية مرئية، والتسلسل يقرأ من الأعلى إلى الأسفل. يتضمن بيئة xLogicSoft حوالي سبعين كتلة وظيفة، وتناسب آلة من خمس خطوات مع أقفال بشكل مريح في صفحة برنامج واحدة. عندما تتغير الآلة - محطة جديدة، مستشعر جديد - تضيف خطوة واثنين من الانتقالات بدلاً من إعادة توصيل المنطق.
ابدأ بجدول الخطوات على الورق، ثم العلامات، ثم الانتقالات. سيكون البرنامج صحيحًا بشكل ممل، والصحيح بشكل ممل هو أعلى مجاملة يمكن أن يكسبها برنامج الأتمتة. لا تحتاج الآلات إلى الذكاء؛ تحتاج إلى التنبؤ.
