PLC жүйелері заманауи өндірістегі дәл роботтарды басқару үдерісін қалай өзгертуде

Роботтарды басқару PLC-ге жақындап келеді

Ондаған жылдар бойы өнеркәсіптік роботтар оқшауланған автоматтандыру аралдары ретінде жұмыс істеді. Инженерлер қозғалыс траекторияларын арнайы оқыту пульттері арқылы бағдарламаласа, PLC жүйелері машинаның айналасындағы логиканы басқарды. Енді бұл бөлініс жойыла бастады.

Mecademic Meca500 сияқты ықшам, жоғары дәлдікті роботтар қозғалысты PLC платформалары арқылы тікелей басқаруға мүмкіндік беріп, өндірушілердің автоматтандыру ұяшықтарын жобалау тәсілін өзгертуде. Бұрын PLC тек іске қосу және тоқтату сияқты қарапайым сигналдарды жіберсе, енді ол EtherNet/IP арқылы роботтың әрбір қозғалысын нақты уақыт режимінде басқара алады.

Бұл өзгеріс ықшам өлшем мен детерминацияланған қозғалыс жүк көтеру қабілетінен маңыздырақ болатын электроника құрастыру, зертханаларды автоматтандыру, жартылай өткізгіштерді өңдеу және дәл өндіріс орталарында ерекше маңызды.

Ықшам робот архитектуралары қозғалысты басқару мен PLC негізіндегі автоматтандыру жүйелерін тығызырақ біріктіруге мүмкіндік береді.

Құрылымдалған PLC басқаруы роботтарды біріктіруді неге өзгертеді

Дәстүрлі алты осьті роботтар әдетте меншікті робот тілдері мен дербес қозғалыс контроллерлеріне сүйенеді. Ал PLC басқаратын роботтандыруда логиканың едәуір бөлігі конвейерлерді, датчиктерді, көру жүйелерін және қауіпсіздік блокировкаларын басқарып тұрған басқару платформасына көшіріледі.

Бұл іске асыруда Allen-Bradley CompactLogix PLC жүйесі Meca500 роботы арқылы EtherNet/IP көмегімен тікелей байланысады. MovePose және MoveJoints сияқты қозғалыс нұсқаулары бөлек робот бағдарламасында емес, енді ladder logic ортасының бір бөлігіне айналады.

Бұл архитектура Rockwell автоматтандыру платформаларын стандарт ретінде қолданатын машина жасаушылар үшін біріктіру күрделілігін айтарлықтай азайтады. Бұрыннан бар Allen-Bradley CompactLogix жүйелері жұмыс істейтін кәсіпорындар қосымша арнайы бағдарламалау экожүйесін енгізбей-ақ робот қозғалысын біріктіре алады.

EtherNet/IP қозғалыстың негізгі арнасына айналады

Алдымен роботты PLC жүйесімен бір ішкі желіге баптау керек. MecaPortal интерфейсі арқылы EtherNet/IP байланысы іске қосылғаннан кейін роботты үйлестіру жауапкершілігі PLC жүйесіне өтеді.

Алдын ала жүктелген процедураларды ғана орындайтын ескі робот архитектураларынан айырмашылығы, бұл конфигурация PLC жүйесіне қозғалыс командаларын динамикалық түрде тікелей қалыптастыруға мүмкіндік береді. Бұл айырмашылық қозғалыс траекториялары датчиктердің кері байланысына, бақылау жүйелеріне немесе рецепт өзгерістеріне тәуелді болатын бейімделмелі өндірістік қолданбаларда аса маңызды.

EtherNet/IP конфигурациясы робот контроллеріне дербес жұмыстан PLC басқаратын қозғалысты орындау режиміне ауысуға мүмкіндік береді.

EDS пен AOI құрылғыны іске қосуды жеңілдетеді

Rockwell негізіндегі жүйелер жабдықты біріктіруді жеңілдету үшін Electronic Data Sheet файлдары мен Add-On Instructions мүмкіндіктеріне кеңінен сүйенеді. EDS орнатылғаннан кейін робот Studio 5000 ішінде жергілікті құрылғы ретінде көрінеді.

AOI қабаты төмен деңгейлі байланыс күрделілігінің көп бөлігін жасырады. Инженерлер Ethernet хабарламаларының құрылымдарын қолмен құрудың орнына қозғалыс логикасына назар аудара алады.

Бұл жұмыс тәртібі өнеркәсіптік автоматтандыруда жүріп жатқан кеңірек эволюцияны көрсетеді. Өндірушілер көлемді жеке код жазуды талап етудің орнына қайта пайдалануға болатын бағдарламалық нысандарды көбірек ұсынуда. Осындай біріктіру стратегиялары технологиялық және гибридті өндірісте қолданылатын заманауи PLC және PAC платформаларында да кең таралуда.

Құрылғыны сипаттау файлдары роботтардың Studio 5000 ішінде жергілікті автоматтандыру ресурстары ретінде көрінуіне мүмкіндік беріп, іске қосу уақытын қысқартады.

Қозғалыс командалары ladder logic нысандарына айналады

Байланыс орнатылғаннан кейін робот алдын ала анықталған функциялық блоктар арқылы ladder logic ішінен қозғалыстарды тікелей орындай алады. Connect, MovePose және MoveJoints сияқты командалар роботтың траекториясы мен позициялау тәртібін анықтайды.

Бұл тәсіл техникалық қызмет көрсету топтарының робот жүйелерімен жұмыс істеуін өзгертеді. Мамандар бірнеше бағдарламалау ортасында ақау іздеудің орнына роботтың әрекетін өздері бұрыннан білетін PLC платформасының ішінде тікелей талдай алады.

Декарттық дәлдікке арналған MovePose

MovePose нұсқауы роботты X, Y, Z, W, P және R мәндері арқылы берілген нақты декарттық координатаға бағыттайды. Бұл әдіс қайталанымды құрал позициясын қажет ететін іріктеп орналастыру жүйелеріне, бақылау станцияларына және ықшам құрастыру тапсырмаларына қолайлы.

Декарттық қозғалыс нұсқаулары инженерлерге роботтың позициялауын PLC ladder процедураларының ішінде тікелей басқаруға мүмкіндік береді.

Қалпына келтіру және бастапқы нүктеге қайтаруға арналған буындық басқару

MoveJoints командалары осьтер деңгейінде тікелей позициялауды қамтамасыз етеді. Бұл нұсқаулар көбіне бастапқы нүктеге қайтару процедураларында, қалпына келтіру операцияларында және техникалық қызмет көрсету кезіндегі позициялауда қолданылады.

Инженерлік тұрғыдан декарттық қозғалысты буындық қалпына келтіруден бөлу пайдалану сенімділігін арттырады. Сонымен қатар ол машинаны қайта іске қосу процедуралары кезінде ақауларды өңдеуді жеңілдетеді.

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

Микробағдарлама үйлесімділігі әлі де маңызды

Бұл енгізуден алынған маңызды сабақтардың бірі — микробағдарлама нұсқаларының сәйкестігі әлі де шешуші мәнге ие. Робот микробағдарламасы, EDS пакеті және AOI нұсқасы бір-біріне толық сәйкес келуі керек.

Нұсқалардың сәйкес келмеуі Studio 5000 ішінде, әсіресе модуль анықтайтын құрылымдарда деректер типтерінің қайшылығын туындатуы мүмкін. Тәжірибелі басқару инженерлері ескірген деректер типтерін қолмен ауыстыра алғанымен, бұл мәселе кеңірек салалық қиындықты көрсетеді: өзара үйлесімділік әлі де бағдарламалық жасақтаманың өмірлік циклін басқаруға тәуелді.

Бұл тек роботтандыруға тән мәселе емес. Осындай үйлесімділік мәселелері ABB, Honeywell, Emerson және GE платформалары қатысатын DCS көшіру, турбиналарды бақылау жүйелерін жаңарту және бөлінген I/O жүйелерін кеңейту жобаларында да кездеседі.

EtherNet/IP робот жүйелерін өнеркәсіптік контроллерлерге біріктіргенде нұсқаларды мұқият басқару өте маңызды.

Бұл архитектура қай жерде тиімді

PLC басқаратын роботтандыру дәстүрлі робот контроллерлерінің бәрін алмастыруға арналмаған. Үлкен жүк көтеретін дәнекерлеу ұяшықтары мен бірнеше роботты күрделі үйлестіру жүйелері әлі де арнайы робот платформаларының артықшылықтарын пайдаланады.

Алайда ықшам дәлдікке бағытталған қолданбалар үшін бұл модель өте тартымды. Медициналық бұйымдарды құрастыру, оптикалық туралау, электроника өндірісі және зертханаларды автоматтандыру салаларында оқшауланған автоматтандыру аралдары емес, ақылды машина осьтері сияқты жұмыс істейтін роботтарға сұраныс артып келеді.

Роботтандыруды PLC реттілігіне тікелей біріктіру OEM машина жасаушыларының әзірлеу циклдерін де қысқартады. Шағын инженерлік топтар жеке робот бағдарламалау мамандарын ұстамай-ақ, жетілдірілген робот қозғалысын енгізе алады.

Өнеркәсіптің жалпы бағыты

Өнеркәсіптік роботтар нарығы бағдарламалық жасақтама арқылы анықталатын қозғалыс архитектураларына қарай бет алуда. Құрылымдалған мәтінмен бағдарламалау, EtherNet/IP байланысы және PLC орталықтанған үйлестіру озық мүмкіндіктер емес, стандартты талаптарға айналып келеді.

Meca500 сияқты жүйелердің ерекшелігі тек микрон деңгейіндегі дәлдігінде емес, сонымен бірге роботтарды басқару саласындағы дәстүрлі инженерлер үшін роботтандыруды қаншалықты қолжетімді ететінінде.

Көптеген зауыттарда болашақ робот бағдарламалаушысы оқыту пультін мүлде алып жүрмеуі мүмкін. Оның орнына ол қозғалыс стратегияларын машинаның қалған бөлігін басқарып тұрған PLC ортасының ішінде тікелей құрады.

Автор: Nathaniel Brooks | Өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға репортер

Nathaniel Brooks өнеркәсіптік роботтандыру, PLC архитектурасы және қозғалысты басқару жүйелері салаларын 14 жылдан астам уақыт бойы зерттеп келеді. Оның тәжірибесіне Rockwell Automation, ABB Robotics, Siemens қозғалыс платформалары және жартылай өткізгіштер мен дәл өндіріс секторларындағы жоғары жылдамдықты қаптама жүйелеріне қатысты автоматтандыруды біріктіру жобалары кіреді.