PLC-лер қазіргі өндірісте дәл роботты басқаруды қалай өзгертіп жатыр

Робототехника басқаруы PLC-ге жақындауда

Онжылдықтар бойы өнеркәсіптік роботтар оқшауланған автоматтандыру аралдары ретінде жұмыс істеді. Инженерлер қозғалыс жолдарын арнайы оқыту пульттері арқылы бағдарламалады, ал PLC айналадағы машина логикасын басқарды. Бұл бөлініс жойыла бастады.

Mecademic Meca500 сияқты ықшам жоғары дәлдікті роботтар қазір PLC платформалары арқылы тікелей қозғалысты басқаруға мүмкіндік беріп, өндірушілердің автоматтандыру ұяшықтарын жобалау тәсілін өзгертуде. Қарапайым бастау және тоқтату триггерлерін жіберудің орнына, PLC енді EtherNet/IP арқылы нақты уақыт режимінде әрбір робот қозғалысын басқара алады.

Бұл өзгеріс электроника жинау, зертханалық автоматтандыру, жартылай өткізгіштерді өңдеу және дәлдікпен өндіріс орталарында, мұнда ықшам өлшемдер мен детерминистік қозғалыс шикізат жүктемесінен маңыздырақ, ерекше маңызды.

Ықшам роботтық архитектуралар қозғалыс басқару мен PLC негізіндегі автоматтандыру жүйелерінің тығыз интеграциясын қамтамасыз етеді.

Құрылымдық PLC басқаруы робот интеграциясын қалай өзгертеді

Дәстүрлі алты осьті роботтар әдетте меншік робот тілдері мен жеке қозғалыс контроллерлеріне сүйенеді. Ал PLC басқарылатын робототехника бұл логиканың көп бөлігін конвейерлерді, сенсорларды, көру жүйелерін және қауіпсіздік аралықтарын басқаратын басқару платформасына ауыстырады.

Бұл іске асыруда Allen-Bradley CompactLogix PLC Meca500-мен EtherNet/IP арқылы тікелей байланысады. MovePose және MoveJoints сияқты қозғалыс нұсқаулары бөлек робот бағдарламасында емес, саты логикасы ортасының бөлігіне айналады.

Бұл архитектура Rockwell автоматтандыру платформаларында стандартталған машина жасаушылар үшін интеграция күрделілігін айтарлықтай азайтады. Қолданыстағы Allen-Bradley CompactLogix жүйелерін пайдаланатын кәсіпорындар робот қозғалысын қосымша арнайы бағдарламалау экожүйесін енгізбей біріктіре алады.

EtherNet/IP қозғалыс негізі болады

Робот алдымен PLC-мен бір желі сегментінде конфигурациялануы керек. MecaPortal интерфейсі арқылы EtherNet/IP байланысы қосылғаннан кейін, PLC роботты үйлестіру жауапкершілігін өз мойнына алады.

Ескі роботтық архитектуралар сияқты алдын ала жүктелген рутиналарды орындаудың орнына, бұл конфигурация PLC-ге қозғалыс командаларын динамикалық түрде тікелей жасауға мүмкіндік береді. Бұл ерекшелік қозғалыс жолдары сенсор кері байланысына, инспекция жүйелеріне немесе рецепт өзгерістеріне тәуелді бейімделгіш өндіріс қолданбаларында маңызды.

EtherNet/IP конфигурациясы робот контроллерінің жеке жұмыс режимінен PLC басқарылатын қозғалыс орындауға өтуін қамтамасыз етеді.

EDS және AOI құрылғыны іске қосуды жеңілдетеді

Rockwell негізіндегі жүйелер аппараттық интеграцияны жеңілдету үшін Электрондық Деректер Парақтары (EDS) және Қосымша Нұсқауларға (AOI) қатты сүйенеді. EDS орнатылғаннан кейін робот Studio 5000 ішінде жергілікті құрылғы ретінде көрінеді.

AOI қабаты төмен деңгейлі байланыс күрделілігін жасырады. Инженерлер Ethernet хабарламаларын қолмен құрудың орнына қозғалыс логикасына назар аудара алады.

Бұл жұмыс үрдісі өнеркәсіптік автоматтандырудағы кеңірек эволюцияны көрсетеді. Жеткізушілер кеңінен қайта пайдаланылатын бағдарламалық объектілерді ұсынады, кең көлемді арнайы кодтауды талап етпейді. Ұқсас интеграция стратегиялары заманауи PLC және PAC платформаларында да кеңінен таралуда, олар процестік және гибридті өндірісте қолданылады.

Құрылғы анықтамасы файлдары роботтарды Studio 5000 ішінде жергілікті автоматтандыру активтері ретінде көрсету арқылы іске қосу уақытын қысқартады.

Қозғалыс командалары саты логикасы объектілеріне айналады

Байланыс орнатылғаннан кейін робот алдын ала анықталған функция блоктары арқылы саты логикасынан тікелей қозғалыстарды орындай алады. Connect, MovePose және MoveJoints сияқты командалар роботтың траекториясы мен позициялау мінез-құлқын анықтайды.

Бұл тәсіл техникалық қызмет көрсету топтарының роботтық жүйелермен өзара әрекеттесуін өзгертеді. Бірнеше бағдарламалау орталарын жөндеудің орнына, техниктер робот мінез-құлқын өздері жақсы білетін PLC платформасында тікелей диагностикалай алады.

Cartesian дәлдігі үшін MovePose

MovePose нұсқауы роботты X, Y, Z, W, P және R мәндері арқылы нақты Cartesian координатына бағыттайды. Бұл әдіс қайталауға болатын құрал позициялау қажет ететін таңдау-жөнелту жүйелері, инспекция станциялары және ықшам жинау тапсырмалары үшін өте қолайлы.

Cartesian қозғалыс нұсқаулары инженерлерге робот позициясын PLC саты рутиналары ішінде тікелей басқаруға мүмкіндік береді.

Қалпына келтіру және үйге қайтару үшін буындық басқару

MoveJoints командалары ось деңгейіндегі тікелей позициялауды қамтамасыз етеді. Бұл нұсқаулар көбінесе үйге қайтару тізбектері, қалпына келтіру операциялары және техникалық қызмет көрсету позициялау үшін қолданылады.

Инженерлік тұрғыдан Cartesian қозғалысты буындық қалпына келтіруден бөлу операциялық сенімділікті арттырады. Сондай-ақ машина қайта іске қосу процедураларында ақауларды өңдеуді жеңілдетеді.

Буын деңгейіндегі қозғалыс блоктары іске қосу және техникалық қызмет көрсету операциялары кезінде детерминистік позициялауды қамтамасыз етеді.

Фирмвар үйлесімділігі әлі де маңызды

Бұл іске асырудан алынған маңызды сабақ – фирмвар үйлесімділігі шешуші болып қала береді. Робот фирмварі, EDS пакеті және AOI нұсқасы дұрыс сәйкес болуы керек.

Нұсқа сәйкессіздіктері Studio 5000 ішінде, әсіресе модуль анықталған құрылымдарда деректер типтері қақтығысын тудыруы мүмкін. Тәжірибелі басқару инженерлері ескірген деректер типтерін қолмен ауыстыра алса да, бұл мәселе кеңірек индустриялық қиындықты көрсетеді: өзара әрекеттестік әлі де бағдарламалық қамтамасыз ету өмірлік циклін басқаруға қатты тәуелді.

Бұл тек робототехникаға тән емес. Ұқсас үйлесімділік мәселелері ABB, Honeywell, Emerson және GE платформаларын қамтитын DCS миграциялары, турбина мониторингі жаңартулары және таралған I/O кеңейтулері кезінде де кездеседі.

EtherNet/IP роботтық жүйелерін өнеркәсіптік контроллерлерге біріктіру кезінде мұқият нұсқа басқару маңызды болып қала береді.

Бұл архитектура қайда ең тиімді

PLC басқарылатын робототехника әр дәстүрлі робот контроллерін алмастыруға арналмаған. Үлкен жүктемелі дәнекерлеу ұяшықтары мен күрделі көп роботты үйлестіру жүйелері әлі де арнайы роботтық платформалардан пайда көреді.

Алайда ықшам дәлдік қолданбалары үшін бұл модель өте тартымды. Медициналық жинау, оптикалық туралау, электроника өндірісі және зертханалық автоматтандыру роботтардың оқшауланған автоматтандыру аралдары емес, ақылды машина осьтері сияқты әрекет етуін талап етеді.

Робототехниканы тікелей PLC тізбектелуіне біріктіру OEM машина жасаушылар үшін даму циклдерін қысқартады. Кіші инженерлік топтар бөлек робот бағдарламалау мамандарын ұстамай, жетілдірілген робот қозғалысын енгізе алады.

Өнеркәсіптің үлкен бағыты

Өнеркәсіптік робототехника нарығы бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталатын қозғалыс архитектураларына бет бұруда. Құрылымдық мәтіндік бағдарламалау, EtherNet/IP байланыстары және PLC-орталық үйлестіру стандартты талаптарға айналуда, ал алдыңғы қатарлы функциялар емес.

Meca500 сияқты жүйелерді ерекше ететін нәрсе – олардың микрон деңгейіндегі дәлдігі ғана емес, сонымен қатар дәстүрлі басқару инженерлері үшін робот интеграциясын қолжетімді етуі.

Көптеген зауыттарда болашақ робот бағдарламалаушысы оқыту пультін мүлде ұстамауы мүмкін. Оның орнына олар қозғалыс стратегияларын машинадағы қалған бөлікті басқаратын PLC ортасында тікелей құрады.

Автор: Натанил Брукс | Өнеркәсіптік жүйелер бойынша аға репортер

Натанил Брукс өнеркәсіптік робототехника, PLC архитектурасы және қозғалыс басқару жүйелері бойынша 14 жылдан астам тәжірибеге ие. Оның тәжірибесіне Rockwell Automation, ABB Robotics, Siemens қозғалыс платформалары және жартылай өткізгіштер мен дәлдік өндіріс салаларындағы жоғары жылдамдықты орау жүйелерін қамтитын автоматтандыру интеграциясы жобалары кіреді.