背景 Conner Peripherals公司自1986年成立以來, 已成長(zhǎng)為一個(gè)擁有22億美元資產(chǎn)的存儲(chǔ)設(shè)備公司。硬盤驅(qū)動(dòng)器是Conner業(yè)務(wù)中最大的部分，旗下的Conner硬盤分公司作為其獨(dú)立的一個(gè)商業(yè)部門創(chuàng)建于1990年，它為Conner硬盤產(chǎn)品生產(chǎn)磁盤媒介（實(shí)際磁盤）并向其它硬盤生產(chǎn)廠商出售磁盤媒介。Conner硬盤分公司是世界第二大磁盤媒體制造商，每個(gè)季度生產(chǎn)700多萬張磁盤。（在1996年前期，Conner作為一個(gè)分公司被Seagate合并。） 在1989年，Conner合并了Domain科技公司，接收了Domain的一個(gè)大型介質(zhì)“噴射”機(jī)器，那就是Domain正發(fā)展的所謂的MINT（磁性信息技術(shù)）設(shè)備。那臺(tái)機(jī)器隨著Conner于1990年在加利福尼亞的米爾皮塔斯建立它的磁盤分公司起就投入了使用。第一臺(tái)MINT機(jī)器利用Allen-Bradley 5/60 PLCs 的PLC技術(shù)、Digitronics Sixnet I/O、伯克利軸向運(yùn)動(dòng)控制器以及intellution 操作表面軟件等而建造。 Conner硬盤分公司利用這個(gè)系統(tǒng)在頭兩年生產(chǎn)了1000萬張盤片，但是就在Conner需要擴(kuò)大它的生產(chǎn)能力時(shí)，Conner磁盤分公司決定不通過復(fù)制原有系統(tǒng)生產(chǎn)它的新設(shè)備。因?yàn)樵谝粋€(gè)高技術(shù)的環(huán)境中PLC及梯形邏輯的應(yīng)用存在很大的問題。 環(huán)境 硬盤驅(qū)動(dòng)器業(yè)務(wù)是一項(xiàng)世界級(jí)的、高科技的、資本密集的、國(guó)際化的、競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的、產(chǎn)品生命周期短的的業(yè)務(wù)。這使得其對(duì)制造工藝的要求越來越高，從而使磁盤的容量越來越大，而磁盤的尺寸越來越小。激烈的競(jìng)爭(zhēng)要求生產(chǎn)廠商必須有生產(chǎn)性能優(yōu)異產(chǎn)品的動(dòng)力、要有創(chuàng)新的愿望，以及改進(jìn)每個(gè)部位流程和控制的決心。 從一個(gè)制造者的立場(chǎng)來看，磁盤驅(qū)動(dòng)器業(yè)務(wù)就像其它的制造業(yè)務(wù)一樣，甚至有更多的困難。一般制造業(yè)所具有的困難在Conner的生產(chǎn)過程要求中、產(chǎn)品的特征及市場(chǎng)盈利幅度不穩(wěn)定等因素面前顯得更是困難重重。一個(gè)不盈利的高技術(shù)制造業(yè)的運(yùn)行不只是意味著金錢的損失，它意味著血本無歸。 硬盤驅(qū)動(dòng)器業(yè)務(wù)的利潤(rùn)取決于兩個(gè)因素：成品率和流通時(shí)間。 成品率（生產(chǎn)的產(chǎn)品中可用產(chǎn)品的百分?jǐn)?shù)）是很重要的，因?yàn)樗够貓?bào)最大化，一張沒有通過檢查的磁盤不但意味著資源的浪費(fèi)，也浪費(fèi)了寶貴的生產(chǎn)時(shí)間。那是制造商生產(chǎn)的最昂貴的產(chǎn)品。 成品率也取決于系統(tǒng)可靠性。 在Conner磁盤分公司，濺射機(jī)器的停機(jī)每小時(shí)會(huì)給公司帶來12000美元的損失，主要是生產(chǎn)損失。流通時(shí)間也是很重要的，因?yàn)楫a(chǎn)品的生存周期非常短，而且競(jìng)爭(zhēng)通常使價(jià)格不斷降低。 在高技術(shù)制造業(yè)當(dāng)中一個(gè)起碼的常識(shí)就是：一批新產(chǎn)品在發(fā)貨的當(dāng)天的價(jià)值是其六個(gè)月以后發(fā)貨時(shí)的價(jià)值的幾倍。還有一個(gè)常識(shí)就是：一種產(chǎn)品錯(cuò)過3個(gè)月的引導(dǎo)期可能使公司損失四分之一的業(yè)務(wù)。 在生產(chǎn)當(dāng)中，改進(jìn)制造工藝、使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)、協(xié)調(diào)好生產(chǎn)使其盡可能在最少的生產(chǎn)時(shí)間里使成品率最大化。Opto 22 在這些方面幫助了Conner。 問題 在操作自動(dòng)化方面，就是要通過對(duì)重要過程的嚴(yán)格控制，使其在最短的時(shí)間里生產(chǎn)最多的成品。Conner需要一個(gè)能夠適應(yīng)高技術(shù)制造環(huán)境的靈活的、功能強(qiáng)大的控制系統(tǒng)。PLCs以及梯形邏輯控制不夠靈活，功能不夠強(qiáng)大，過于簡(jiǎn)單從而不能充分滿足Conner的需求。 在高技術(shù)制造業(yè)，Conner Peripheral公司的Lindsey Eastburn說：“游戲的名稱就是變化。” Conner不斷努力使其系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)，MINT1 濺射機(jī)器的最大問題就是其復(fù)雜性。PLC系統(tǒng)按梯形邏輯編程，從而使得軟件的改變困難并且很耗時(shí)。Eastburn補(bǔ)充說：“梯形邏輯是一個(gè)主要的限制?！? 梯形邏輯的困難體現(xiàn)在幾個(gè)方面：它不僅編程麻煩，而且維護(hù)困難，在程序編寫之后也不易理解；技術(shù)資料不足（復(fù)雜系統(tǒng)所具有的通用問題），梯形邏輯在程序邏輯以及控制系統(tǒng)流程上趨向于混淆而不是明確。例如，Conner發(fā)現(xiàn)程序的部分改變可能使整個(gè)程序不能用了，但是對(duì)基于梯形邏輯的程序語言，這并不顯而易見，所以不必要的代碼就不能被發(fā)現(xiàn)。 Eastburn回想起說：“我花費(fèi)了大量的時(shí)間整理遺留代碼，但最終許多代碼不再使用，從一張基于語言的流程圖你就能夠發(fā)現(xiàn)?！? 梯形邏輯另一個(gè)實(shí)際的問題就是PLC控制系統(tǒng)不能很好的集成，它必須獨(dú)立而且很難它與工廠其它部分兼容或者通過工廠其它部分與它兼容，而這些恰恰是高技術(shù)制造公司需要考慮的問題。 整個(gè)控制系統(tǒng)并不是模塊化的，其可擴(kuò)充性也就受到了限制。因?yàn)镃onner的工程師們認(rèn)識(shí)到盡管MINT不但尺寸大而且復(fù)雜，這是一個(gè)很大的障礙，但是必須做幾個(gè)與之相同的復(fù)制品以延伸生產(chǎn)線。 Eastburn說：“因?yàn)檫\(yùn)行在一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)設(shè)備上的大部分的東西是一樣的甚至完全一樣的，所以如果我們能夠克服它（困難），我覺得我們的應(yīng)用并不是太復(fù)雜。” 如果按上面所說的去做，控制系統(tǒng)的操作、更新以及維護(hù)費(fèi)用太高了。 Eastburn開始了為控制系統(tǒng)研制新的機(jī)器的研究，并闡述了其對(duì)硬件和軟件的要求。令人感興趣的是，并沒有要求替代梯形邏輯，為了使其更容易的進(jìn)行研究，Eastburn對(duì)這個(gè)充滿競(jìng)爭(zhēng)的控制系統(tǒng)客觀地進(jìn)行了打分：“對(duì)每一個(gè)類目我都進(jìn)行了對(duì)比并打分，Opto 22得分最高?！? 當(dāng)Eastburn完成他的研究后，Opto 22就取代了梯形邏輯。 噴涂過程開始是用一種變形操作在引入的盤坯上產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)的表面，接著用兩步清洗法消除缺陷和空隙，然后再次噴涂——磁盤介質(zhì)生產(chǎn)工藝的核心。 現(xiàn)代硬盤是通過在有織紋的、干凈的盤坯上噴涂一層材料而制成的，鍍鉻層、磁性材料層和碳層在真空爐中連續(xù)的噴涂在盤坯上，在每個(gè)盤坯上統(tǒng)一鍍上一層并且厚度合適是至關(guān)重要的。層面不平或?qū)用嫣　⑻窬鸵馕吨P坯的報(bào)廢，從而導(dǎo)致成品率的降低。另外，噴涂在磁盤的表層必須在材料硬度、顆粒結(jié)構(gòu)以及磁性特征上達(dá)到嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。 控制噴涂過程就是就是精確的控制真空度、爐溫、電極、靜電壓以及其它一些參數(shù)。所有這些因素以及這些因素之間的相互作用影響著在盤坯上的噴涂，控制越嚴(yán)，校正起來就越快，噴涂層的控制就越精確。 噴涂結(jié)束后，在盤坯的表層涂上潤(rùn)滑劑并進(jìn)行測(cè)試，然后再送到生產(chǎn)線安裝在磁盤驅(qū)動(dòng)器上。 解決方案 Conner磁盤分公司采取了一種基于Opto 22的硬件和軟件解決方案。系統(tǒng)積分程序IDAC通過利用Opto 22控制軟件設(shè)計(jì)控制程序?qū)樱⒗肙pto 22的MMI制造表面操作屏。Opto 22的基于設(shè)計(jì)的流程圖使得Conner磁盤分公司的工程師們更容易學(xué)習(xí)，因?yàn)榛谡Z言的流程圖是多任務(wù)、可繼承的，這樣Conner就能夠?qū)㈨?xiàng)目分給多個(gè)工程師去完成，從而為軟件開發(fā)節(jié)省了寶貴的時(shí)間。 在Conner使得它的MINT機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，雖然Opto 22的新32位軟件版本不能應(yīng)用，但它們將使得這些工作更容易實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗鼈儾僮髌饋砀`活、功能更強(qiáng)大。 最終的MINT II系統(tǒng)是一臺(tái)66英尺長(zhǎng)的機(jī)器，由8臺(tái)Opto 22基本控制器構(gòu)成并共同運(yùn)行。每一臺(tái)控制器平均控制60個(gè)數(shù)字輸入輸出信號(hào)以及16個(gè)模擬輸入輸出信號(hào)。處理器與Opto 22的積分塊相聯(lián)系，每一個(gè)處理器通過其微處理器（主板）為系統(tǒng)提供分散的局部信息。Brick伺服控制電動(dòng)機(jī)控制著傳輸裝置的運(yùn)行、通過近位感應(yīng)傳感器辨別產(chǎn)品的位置、控制電源的供給、監(jiān)視過程條件。 該系統(tǒng)成功的部分秘密在于，每一個(gè)Brick包含著一個(gè)Opto 22主板。它們可以完成，象PID控制回路、計(jì)算、模擬報(bào)警以及熱偶線性化等工作，而且沒有主動(dòng)控制器的影響。它減少了聯(lián)網(wǎng)的時(shí)間，加速了處理的速度。 Opto 22控制器是與局域網(wǎng)聯(lián)系在一起的，高速的RS-485通訊協(xié)議能實(shí)現(xiàn)與控制器的高速通信，也直接控制著系統(tǒng)的其它幾個(gè)部分，包括Granville-Phillips真空計(jì)量器以及Eurotherm換熱器。 Conner能夠通過Opto 22控制語言實(shí)現(xiàn)用現(xiàn)代編程方法節(jié)省時(shí)間，能夠很好的升級(jí)、維護(hù)軟件。 Eastburn解釋說：“我們寫的許多軟件中，大部分的代碼并沒必要改變。假設(shè)我們的工藝過程有80張流程圖，如果我們確實(shí)要改變工藝中的一些東西的話，最多可能也就不到10張需要改變?！? “我們按這些方法寫的流程圖都是通用的，這張流程圖將每一個(gè)爐室聯(lián)系起來，按照一定的邏輯處理所有可能的爐室及設(shè)備布局，也不排除用一個(gè)變量達(dá)到目的。一般地，我們可以不改變代碼而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)組態(tài)?！辈僮髡呃肕MI改變合適的變量，而不是通過改變代碼實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過程的改變。 雖然在MMI屏幕上能顯示出來，但這實(shí)際上是控制語言而不是MMI的功能。這也是為什么Opto 22認(rèn)識(shí)到控制語言集成的至關(guān)重要性，并將其作為MMI為客戶提供有效控制軟件解決工具的原因。 另一個(gè)重要的進(jìn)步就是把一些低水平的功能，象爐室口的連鎖裝置用獨(dú)立的流程圖描述出來。Eastburn說：“許多代碼并沒必要接觸，所以在你終止一些高水平的流程圖時(shí)，它們中的許多功能是低于其水平的。這樣，可以更好的在高水平的功能上作一些改變而不會(huì)使系統(tǒng)變得不安全?！? Opto 22控制語言是很容易學(xué)習(xí)的，尤其對(duì)那些接觸過流程圖的人更是容易掌握。Eastburn舉了Conner公司一個(gè)掌握該語言程序員的例子。 他說：“他坐在書桌旁學(xué)了一整夜，第二天就能畫出圖紙了?！? 結(jié)論 第一批兩臺(tái)新的MINTs，MINT II與基于PLC的MINT相比，前者有了進(jìn)步，做同一個(gè)項(xiàng)目，前者只須運(yùn)行9個(gè)月，而后者要花15個(gè)月。第二批新的MINT，MINT III更進(jìn)了<