Жоғары жылдамдықтағы роботтан роботқа байланыс үшін FANUC EGD пайдалану

Көп роботты ұяшықтарда деректерді жылдам алмасу аса маңызды

Заманауи өндірістік ұяшықтар ортақ кеңістікте жұмыс істейтін роботтар арасында дәл үйлесімділікті талап етеді. FANUC компаниясының Ethernet Global Data (EGD) протоколы контроллер деңгейіндегі деректер алмасуға арнайы әзірленген детерминистік, жоғары жылдамдықты байланыс арқылы осы қажеттілікті қанағаттандырады.

Жалпы мақсаттағы Ethernet протоколдарынан айырмашылығы, EGD болжамды уақытталу мен төмен үстеме шығынға басымдық береді. Бұл оны робот жүйелері бойынша қозғалысты синхрондау, соқтығысуды болдырмау және үлестірілген тапсырмаларды орындау үшін әсіресе тиімді етеді.

Роботтар арасындағы байланыстың маңызы неде

Күрделі автоматтандыру орталарында роботтар сирек жағдайда оқшау жұмыс істейді. Олар ортақ құрал-сайман аймақтарын пайдаланады, дайындамаларды бір-біріне береді және нақты уақыттағы кері байланысқа тәуелді дәйекті процестерді орындайды.

EGD жоғары деңгейлі жүйелерге сүйенбей, контроллерлер арасында деректерді тікелей бөлісуге мүмкіндік береді. Бұл PLC арқылы жүзеге асатын байланыспен салыстырғанда кідірісті азайтып, архитектураны жеңілдетеді.

1-сурет. FANUC роботтары үйлестірілген оқу ортасында EGD көмегімен деректер алмасып, нақты уақыттағы синхрондау мүмкіндіктерін көрсетеді.

Байланыс архитектурасын түсіну

Өндіруші–тұтынушы моделі

EGD өндіруші–тұтынушы құрылымын пайдаланады. Бір робот деректерді жарияласа, басқалары оларды қабылдау үшін жазылады. Бұл модель қосымша конфигурация күрделілігінсіз бірден көп құрылғыға байланыс орнатуға мүмкіндік береді.

Әрбір дерек алмасу алдын ала белгіленген өлшемді, жаңарту аралығын және идентификаторды қамтиды. Бұл параметрлер барлық қосылған құрылғылар арасындағы байланыстың тұрақты уақытталуын қамтамасыз етеді.

UDP негізіндегі детерминистік хабар алмасу

EGD қайта жіберу сенімділігінен гөрі жылдамдыққа басымдық бере отырып, UDP арқылы жұмыс істейді. Басқарылатын өнеркәсіптік желілерде бұл ымыра қозғалысты үйлестіру үшін қажетті болжамды өнімділікті қамтамасыз етеді.

Бұл құрылым пакеттерді растаудан туындайтын кідірістерді болдырмайды, сондықтан EGD уақытқа сезімтал автоматтандыру тапсырмаларына қолайлы.

Физикалық желіні орнату және шектеулер

EGD стандартты Ethernet инфрақұрылымында жұмыс істейді. Екі робот тікелей қосыла алады, ал ауқымды жүйелерге өнеркәсіптік Ethernet коммутаторы қажет.

Экрандалған кабельдер электрлік кедергілері жоғары ортада сигнал тұтастығын сақтауға көмектеседі. Желіні оқшаулау маңызды болып қала береді, өйткені EGD трафигі кәсіпорын деңгейіндегі бағыттау үшін арналмаған.

2-сурет. Желіні дұрыс конфигурациялау және байланыстарды дұрыс сәйкестендіру үшін контроллердің Ethernet порттары нақты анықталуы керек.

IP конфигурациясы және желіні сәйкестендіру

Әр робот бір ішкі желіде жұмыс істеп, бірегей IP мекенжайын пайдалануы керек. Конфигурация оқыту пультінің интерфейсі арқылы орындалады.

Портты дұрыс таңдау өте маңызды. IP параметрлері дұрыс көрінгеннің өзінде, порт тағайындауларының сәйкес келмеуі көбіне байланыс ақауларына әкеледі.

3-сурет. Сенімді EGD байланысын орнату үшін желі параметрлері барлық роботтарда бірдей болуы керек.

Роботтар арасындағы деректер алмасуды конфигурациялау

Өндірушіні баптау

Өндіруші тағайындалған IP мекенжайын, деректер өлшемін және жіберу аралығын анықтайды. Әдеттегі жаңарту жиілігі шамамен 100 мс болады, бұл жедел әрекет ету мен желі жүктемесінің арасындағы теңгерімді сақтайды.

Айырбас идентификаторлары өндірушілер мен тұтынушыларды байланыстырады. Байланыс арналарын орнату үшін бұл идентификаторлар дәл сәйкес келуі керек.

4-сурет. Өндіруші конфигурациясы деректердің желі арқылы қалай және қашан жіберілетінін анықтайды.

Тұтынушыны баптау

Тұтынушы кіріс деректерін сол айырбас идентификаторы арқылы тыңдайды. Тайм-аут параметрлері байланыс үзілген кезде ақауды анықтауды қамтамасыз етеді.

Бұл механизм қосымша диагностика деңгейлерінсіз байланыс күйін бақылаудың қарапайым әрі тиімді тәсілін ұсынады.

5-сурет. Тұтынушы конфигурациясы кіріс деректерін тексеріп, өндірушімен синхрондауды қамтамасыз етеді.

Деректерді 88-рэекке сәйкестендіру

FANUC өзінің енгізу/шығару жүйесінде EGD байланысын 88-рэекке тағайындайды. Инженерлер роботтар арасында сигнал алмасу үшін ішкі регистрлерді осы рэекке сәйкестендіреді.

Дәл бейнелеу жіберілетін деректердің қабылдаушы кірістерге дұрыс сәйкестігін қамтамасыз етеді. Тіпті болмашы сәйкессіздіктердің өзі үйлестірілген операцияларда логикалық қателерге әкелуі мүмкін.

6-сурет. I/O сигналдарын дұрыс бейнелеу өндіруші және тұтынушы роботтар арасындағы деректердің дәйекті түсіндірілуін қамтамасыз етеді.

Нақты өндірістік орталарда қолданылуы

EGD роботтар орталықтандырылған басқарусыз үйлесуі тиіс қолданбаларда жоғары нәтиже көрсетеді. Автомобиль құрастыру, паллеттеу желілері және дәнекерлеу ұяшықтарының барлығы контроллерлер арасындағы тікелей байланыстың артықшылықтарын пайдаланады.

Көп жағдайда инженерлер нақты уақыттағы роботтарды үйлестіруді сақтай отырып, бақылау логикасын басқару үшін EGD протоколын PLC/PAC платформалары сияқты жоғары деңгейлі жүйелермен біріктіреді.

Өнеркәсіп көзқарасы: үлестірілген басқаруға бетбұрыс

EGD сияқты протоколдардың енгізілуі автоматтандыру жүйелеріндегі үлестірілген интеллектке қарай кеңірек үрдісті көрсетеді. Тек орталықтандырылған PLC жүйелеріне сүйенудің орнына, контроллерлер барған сайын тікелей байланысуда.

Бұл эволюция детерминизм мен масштабталуға басымдық беретін өнеркәсіптік Ethernet технологияларының және мамандандырылған байланыс желілерін құру шешімдерінің дамуымен сәйкес келеді.

Автордың пікірі

EGD басқа протоколдардың орнын басатындығымен емес, нақты бір мәселені — роботтар арасындағы жылдам әрі болжамды байланысты — жеңілдететіндігімен ерекшеленеді. Оның шектеулерін түсінетін инженерлер жүйені шамадан тыс күрделендірмей, оны тиімді енгізе алады.

Іс жүзінде ең тиімді архитектуралар нақты уақыттағы алмасу үшін EGD протоколын, ал бақылау үшін PLC немесе DCS деңгейлерін біріктіреді. Бұл гибридті тәсіл жылдамдықты да, бүкіл жүйе бойынша көрінуді де қамтамасыз етеді.

Дэниел Ривз, өнеркәсіптік жүйелер жөніндегі аға тілші. FANUC роботтарын интеграциялау және Siemens өнеркәсіптік желілерін құру салаларындағы 14 жылдық тәжірибесі бар ол жоғары жылдамдықты автоматтандыру архитектуралары мен нақты уақыттағы байланыс жүйелеріне маманданған.