Yüksək sürətli robotlararası rabitə üçün FANUC EGD-dən istifadə

Çoxrobotlu hüceyrələrdə sürətli məlumat mübadiləsi kritik əhəmiyyət daşıyır

Müasir istehsal hüceyrələri ortaq məkanlarda işləyən robotlar arasında dəqiq koordinasiya tələb edir. FANUC-un Ethernet Global Data (EGD) protokolu xüsusi olaraq kontroller səviyyəsində məlumat mübadiləsi üçün hazırlanmış deterministik, yüksəksürətli kommunikasiya ilə bu ehtiyacı qarşılayır.

Ümumi təyinatlı Ethernet protokollarından fərqli olaraq, EGD proqnozlaşdırıla bilən vaxtlamaya və aşağı əlavə yükə diqqət yetirir. Bu, onu robot sistemləri arasında sinxronlaşdırılmış hərəkət, toqquşmadan yayınma və paylanmış tapşırıqların icrası üçün xüsusilə səmərəli edir.

Robotlararası kommunikasiyanın əhəmiyyəti

Mürəkkəb avtomatlaşdırma mühitlərində robotlar nadir hallarda təcrid olunmuş şəkildə işləyir. Onlar alət zonalarını paylaşır, iş parçalarını ötürür və real vaxt geribildiriminə əsaslanan ardıcıl prosesləri icra edirlər.

EGD daha yüksək səviyyəli sistemlərə əsaslanmadan kontrollerlər arasında birbaşa məlumat mübadiləsinə imkan verir. Bu, PLC vasitəsilə kommunikasiya ilə müqayisədə gecikməni azaldır və arxitekturanı sadələşdirir.

Şəkil 1. FANUC robotları koordinasiyalı təlim quruluşunda EGD-dən istifadə edərək məlumat mübadiləsi aparır və real vaxt sinxronizasiya imkanlarını nümayiş etdirir.

Kommunikasiya arxitekturasını anlamaq

İstehsalçı–istehlakçı modeli

EGD istehsalçı–istehlakçı strukturundan istifadə edir. Bir robot məlumatları yayımlayır, digərləri isə onları qəbul etmək üçün abunə olur. Bu model əlavə konfiqurasiya mürəkkəbliyi olmadan bir mənbədən çoxlu alıcıya kommunikasiya dəstəyini təmin edir.

Hər bir məlumat mübadiləsi müəyyən edilmiş ölçünü, yenilənmə intervalını və identifikatoru ehtiva edir. Bu parametrlər bütün qoşulmuş qurğular arasında sabit kommunikasiya vaxtlamasını təmin edir.

UDP əsaslı deterministik mesajlaşma

EGD UDP üzərindən işləyir və yenidən ötürülmə etibarlılığından daha çox sürətə üstünlük verir. Nəzarət olunan sənaye şəbəkələrində bu güzəşt hərəkətlərin koordinasiyası üçün vacib olan proqnozlaşdırıla bilən məhsuldarlığı təmin edir.

Bu dizayn paketlərin təsdiqlənməsi ilə bağlı gecikmələrin qarşısını alır və EGD-ni vaxta həssas avtomatlaşdırma tapşırıqları üçün əlverişli edir.

Fiziki şəbəkə quruluşu və məhdudiyyətlər

EGD standart Ethernet infrastrukturunda işləyir. İki robot birbaşa qoşula bilər, daha böyük sistemlər üçün isə sənaye Ethernet kommutatoru tələb olunur.

Qoruyucu örtüklü kabellər elektrik baxımından səs-küylü mühitlərdə siqnal bütövlüyünü qorumağa kömək edir. EGD trafiki müəssisə səviyyəli marşrutlaşdırma üçün nəzərdə tutulmadığından şəbəkənin təcrid edilməsi hələ də vacibdir.

Şəkil 2. Düzgün şəbəkə konfiqurasiyasını və rabitə uyğunlaşdırılmasını təmin etmək üçün kontrollerin Ethernet portları düzgün müəyyənləşdirilməlidir.

IP konfiqurasiyası və şəbəkə uyğunlaşdırılması

Hər bir robot eyni alt şəbəkə daxilində işləməli, eyni zamanda unikal IP ünvanlarını saxlamalıdır. Konfiqurasiya teach pendant interfeysi vasitəsilə aparılır.

Düzgün port seçimi vacibdir. IP parametrləri düzgün görünsə belə, uyğunlaşdırılmamış port təyinatları çox vaxt rabitə xətalarına səbəb olur.

Şəkil 3. Etibarlı EGD rabitəsi yaratmaq üçün şəbəkə parametrləri bütün robotlarda uyğun olmalıdır.

Robotlar arasında məlumat mübadiləsinin konfiqurasiyası

İstehsalçının qurulması

İstehsalçı təyinat IP-sini, məlumat ölçüsünü və ötürmə intervalını müəyyən edir. Tipik yenilənmə sürətləri təxminən 100 ms olur; bu, çevikliyi və şəbəkə yükünü tarazlaşdırır.

Mübadilə identifikatorları istehsalçıları və istehlakçıları əlaqələndirir. Rabitə kanallarını yaratmaq üçün bu identifikatorlar tam olaraq uyğun gəlməlidir.

Şəkil 4. İstehsalçı konfiqurasiyası məlumatların şəbəkə üzərindən necə və nə vaxt ötürüldüyünü müəyyən edir.

İstehlakçının qurulması

İstehlakçı daxil olan məlumatları eyni mübadilə identifikatorundan istifadə etməklə dinləyir. Vaxt aşımı parametrləri rabitə kəsildikdə nasazlığın aşkarlanmasını təmin edir.

Bu mexanizm əlavə diaqnostika qatlarına ehtiyac olmadan rabitənin vəziyyətini izləmək üçün sadə, lakin effektiv üsul təqdim edir.

Şəkil 5. İstehlakçı konfiqurasiyası daxil olan məlumatları yoxlayır və istehsalçı ilə sinxronizasiyanı təmin edir.

Mələlərin 88-ci rafa uyğunlaşdırılması

FANUC öz I/O sistemi daxilində EGD rabitəsini 88-ci rafa təyin edir. Mühəndislər robotlar arasında siqnal mübadiləsi aparmaq üçün daxili registrləri bu rafa uyğunlaşdırırlar.

Dəqiq xəritələndirmə ötürülən məlumatların qəbul edən girişlərlə düzgün uyğunlaşmasını təmin edir. Hətta kiçik uyğunsuzluqlar belə koordinasiyalı əməliyyatlarda məntiq xətalarına səbəb ola bilər.

Şəkil 6. Düzgün giriş/çıxış xəritələndirməsi istehsalçı və istehlakçı robotlar arasında məlumatların ardıcıl şərh edilməsini təmin edir.

Real istehsal mühitində tətbiq

EGD robotların mərkəzləşdirilmiş idarəetmə olmadan koordinasiya edilməli olduğu tətbiqlərdə xüsusilə effektivdir. Avtomobil yığımı, paletləmə xətləri və qaynaq hüceyrələri birbaşa nəzarətçi kommunikasiyasından faydalanır.

Bir çox hallarda mühəndislər real vaxt rejimində robotların koordinasiyasını qoruyaraq nəzarət məntiqini idarə etmək üçün EGD-ni PLC/PAC platformaları kimi daha yüksək səviyyəli sistemlərlə birləşdirirlər.

Sənaye perspektivi: Paylanmış idarəetməyə keçid

EGD kimi protokolların qəbul edilməsi avtomatlaşdırma sistemlərində paylanmış intellektə doğru daha geniş tendensiyanı əks etdirir. Nəzarətçilər yalnız mərkəzləşdirilmiş PLC-lərdən asılı qalmaq əvəzinə, getdikcə birbaşa əlaqə saxlayırlar.

Bu inkişaf deterministikliyi və miqyaslana bilməni prioritetləşdirən sənaye Ethernet texnologiyalarının və ixtisaslaşmış kommunikasiya şəbəkələşməsi həllərinin inkişafı ilə uyğunlaşır.

Müəllifin fikri

EGD digər protokolları əvəz etdiyi üçün deyil, konkret bir problemi — robotlar arasında sürətli və proqnozlaşdırılan kommunikasiyanı — sadələşdirdiyi üçün seçilir. Onun məhdudiyyətlərini anlayan mühəndislər sistemi həddindən artıq mürəkkəbləşdirmədən EGD-ni səmərəli şəkildə tətbiq edə bilərlər.

Təcrübədə ən yaxşı arxitekturalar real vaxt rejimində mübadilə üçün EGD-ni, nəzarət üçün isə PLC və ya DCS səviyyələrini birləşdirir. Bu hibrid yanaşma həm sürəti, həm də sistem üzrə tam görünmə imkanını təmin edir.

Daniel Reeves, sənaye sistemləri üzrə baş müxbir. FANUC robotlarının inteqrasiyası və Siemens sənaye şəbəkələşməsi sahəsində 14 illik təcrübəyə malikdir. O, yüksəksürətli avtomatlaşdırma arxitekturaları və real vaxt rejimində kommunikasiya sistemləri üzrə ixtisaslaşıb.