Основные стратегии ПЛК для продвинутой автоматизации роботизированных ячеек

Использование программируемых логических контроллеров (ПЛК) для роботизированных ячеек

Роботизированные ячейки часто требуют контроллера для управления частями ячейки, не входящих в область работы робота. Контроллер, обычно программируемый логический контроллер (ПЛК), управляет вспомогательными дверцами, зажимами, безопасностью или всем остальным, что может понадобиться инженеру для полностью автономной ячейки.

Программирование на языке лестничной логики похоже на схемы соединений, чтобы сохранить преобразование от схемы соединений к функционирующей программе простым. Лестничная логика выполняется последовательно, позволяя определенным задачам завершаться через цепочку команд в ячейке. Они также широко используются для систем безопасности в ячейке. Их можно запрограммировать на остановку каждой задачи в ячейке, как только параметры безопасности в ячейке нарушаются.

Роботы обычно используют язык программирования C и могут использоваться аналогично ПЛК с безопасностью и I/O. Однако роботы ограничены в количестве I/O, которые они могут обрабатывать, и их системы безопасности часто не способны справиться с ячейкой, содержащей большое количество безопасности или I/O.

Когда ячейка требует ПЛК — либо более крупная ячейка, либо ячейка с более сложными внешними системами — существует много разных типов для выбора. Робот может иметь достаточно возможностей для управления всей установкой на меньшей, простой ячейке, и внешний ПЛК не нужен для правильного управления ячейкой. В этом случае роботизированная ячеечная система без ПЛК часто гораздо дешевле. ПЛК могут быть замечательно простыми контроллерами, способными на небольшие объемы I/O и безопасности, или они могут управлять огромными объемами внешних систем, моторов, конвейеров, безопасности, паллетизации и т.д.

Цена ПЛК напрямую связана с его возможностями. Торговые марки также являются определяющим фактором стоимости контроллера. Определенные бренды стоят дороже, потому что они могут предлагать больше поддержки, более длительную гарантию или большую долговечность в производственной среде. Так что давайте погрузимся в то, как выбрать правильный ПЛК для роботизированной ячейки.

Как выбрать программируемый логический контроллер (ПЛК) для роботизированной ячейки

Когда речь идет о разнообразии контроллеров для малых ячеек, небо — предел. Малые, простые контроллеры, которые мониторят и завершают простые задачи, можно найти за несколько сотен долларов. На другом конце спектра некоторые ПЛК могут запускать несколько задач одновременно, заботиться о системе безопасности и управлять большим количеством входов и выходов. Эти контроллеры будут стоить значительно выше нескольких сотен долларов.

Рисунок 1. Различные робот-контроллеры от KUKA. Изображение использовано по любезности KUKA

Сложность малой роботизированной ячейки — хороший индикатор того, можно ли использовать простой контроллер или необходим более сложный ПЛК. Если производитель планирует обновлять ячейку в будущем, или если есть какая-либо причина, по которой ей может понадобиться больше входов и выходов, лучше использовать контроллер с большей емкостью, чем ожидается. Переизбыточный контроллер позволяет большую гибкость внутри ячейки в долгосрочной перспективе, таким образом приспосабливаясь к любым изменениям, таким как добавление датчиков и I/O к системе.

Разные бренды ПЛК требуют разных программных продуктов, что стоит учитывать при выборе правильного контроллера. Например, ПЛК Allen-Bradley программируются с использованием проприетарного ПО, уникального для контроллеров Allen-Bradley.

Allen-Bradley и другие высококлассные производители ПЛК требуют лицензирования и специально обученных программистов для использования их ПО. Менее дорогие ПЛК, как от Automation Direct, гораздо более доступны и предлагают бесплатные программные продукты. Однако более дешевый ПЛК может не предлагать обширную систему технической поддержки, как более дорогие бренды. Цена часто, но не всегда, диктует долговечность ПЛК. Предположим, ячейка работает в суровой среде. В таком случае может быть лучше выбрать более дорогой контроллер ради долговечности из-за физических требований, налагаемых на электронные компоненты.

Помимо цены, ПО и долговечности, есть другие соображения при выборе правильного ПЛК для роботизированной ячейки.

Системы безопасности роботов и другие соображения

Все роботизированные ячейки нуждаются в системе безопасности независимо от размера или среды для защиты операторов и других сотрудников на заводе. В некоторых случаях контроллер робота может поддерживать системы безопасности в ячейке. Однако, если безопасность ячейки требует гораздо больше, чем пара световых штор, ячейка потребует автономную систему безопасности.

Рисунок 2. Диаграмма, показывающая, как контроллер робота взаимодействует с другими контроллерами. Изображение использовано по любезности Ericsson

Обычно это состоит из реле с рейтингом безопасности, подключенного к ПЛК или ПЛК с интегрированной системой безопасности. При рассмотрении вариантов системы безопасности лучше сравнить разницу в цене между ПЛК в тандеме с реле безопасности и ПЛК с интегрированной безопасностью, потому что разница в стоимости полностью зависит от спецификаций ячейки.

Большинство заводов предпочитают определенные бренды для своих автоматизационных нужд, чтобы обеспечить единообразие во всей их автоматизации. Предпочтение бренда снижает затраты, поощряя единообразие среди техников и программистов обслуживания, что, вероятно, компенсирует экономию от выбора более дешевого ПЛК. Если не удовлетворены текущей системой управления, рассмотрите причины, а затем ищите ПЛК, который лучше соответствует потребностям ячейки.

Существует много вещей, которые нужно учитывать при выборе контроллера для сопровождения малой роботизированной ячейки. Часто контроллер с дешевой ценой покупки может в итоге стоить дороже разницы в цене простоя для обслуживания и отсутствия поддержки контроллера. Если есть отсутствие опыта с программированием другого бренда, кривая обучения может быть бессмысленной. Некоторые роботизированные ячейки даже могут не требовать отдельного контроллера, если достаточно просты; но если нет, контроллер может добавить эффективность и безопасность там, где необходимо. Безопасность, сложность, поддержка продукта и знакомство с брендом должны все учитываться перед выбором конкретного контроллера.