INDUSTRIJSKA ROBOTIKA
Modul 2
Programirljivi logički kontroleri (PLC) u robotici
Drugi modul obrađuje ono što robot povezuje s ostatkom pogona. Uvodi industrijske komunikacijske mreže i njihove razine, objašnjava industrijski Ethernet i njegove protokole, pokazuje kako se PLC povezuje s računalom i s robotskim sustavom te kako se ta komunikacija programira i provjerava.
- Povezati robotski sustav s programirljivim logičkim kontrolerom industrijskom komunikacijskom mrežom
- objasniti ulogu PLC-a u robotskoj ćeliji i podjelu zadaća između PLC-a i kontrolera robota
- razvrstati industrijske komunikacijske mreže po razinama i po načinu pristupa mediju
- usporediti serijske sabirnice i industrijski Ethernet te navesti tipične protokole
- opisati fizičko i logičko povezivanje PLC-a s računalom i s robotom
- razlikovati izravno ožičene signale od signala prenesenih mrežom
- isplanirati razmjenu podataka između PLC-a i robota i zapisati je u tablicu signala
- prepoznati i otkloniti najčešće smetnje u industrijskoj mreži
O modulu
Robot u ćeliji rijetko odlučuje sam. Netko mora znati je li stroj otvoren, je li paleta puna, smije li se vrata otključati i tko je kriv kada ciklus stane. Taj posao u pogonu obavlja programirljivi logički kontroler, a robot je samo jedan od uređaja koje on nadzire i s kojima razgovara. Zato se rad s robotskim sustavom ne može naučiti bez razumijevanja mreže koja ga povezuje s ostatkom pogona.
Modul kreće od industrijskih komunikacijskih mreža: zašto se u pogonu ne upotrebljava obična uredska mreža, kako su mreže raspoređene po razinama automatizacije, koje topologije i koji načini pristupa mediju postoje te što znači da je mreža determinističa. Nakon toga slijedi industrijski Ethernet, danas prevladavajuće rješenje, s pregledom protokola koji se u pogonima stvarno susreću.
Druga polovica modula je praktična. Objašnjava kako se PLC povezuje s računalom na kojem se piše program, kako se povezuje s kontrolerom robota, koji signali moraju ostati izravno ožičeni i kako se razmjena podataka planira, zapisuje u tablicu signala i programira tako da se ćelija ne zaglavi pri prvoj smetnji. Primjeri prate ćeliju ZR-1, koja se pojavljuje u svim modulima ovog područja.
Nastavne jedinice
- Otvori
2.1
Industrijske komunikacijske mreže
Razine automatizacijske piramide i mreže na svakoj od njih, topologije, pristup mediju, determinizam i vrijeme odziva, te pregled sabirnica PROFIBUS, Modbus, DeviceNet i CAN.
- Otvori
2.2
Industrijski Ethernet
Zašto uredski Ethernet nije dovoljan u pogonu: determinizam, prioriteti i vremenska sinkronizacija. PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT i Modbus TCP, te mjesto OPC UA u razmjeni podataka.
- Otvori
2.3
Povezivanje PLC-a s računalom
Programsko okruženje PLC-a, sučelja i kabeli, adresiranje u mreži, prijenos i pohrana programa, praćenje varijabli u radu te sigurnosne mjere pri pristupu upravljačkom sustavu.
- Otvori
2.4
Povezivanje PLC-a s robotskim sustavom
Digitalni i analogni ulazi i izlazi, sigurnosni signali, mrežno povezivanje robota i PLC-a, podjela nadležnosti te izrada tablice signala s imenima, adresama i značenjem.
- Otvori
2.5
Programiranje komunikacije
Rukovanje signalima (handshaking), redoslijed potvrda, nadzor vremena, obrada prekida veze i ispitivanje komunikacije prije puštanja ćelije u rad.
Ključni pojmovi modula
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Programirljivi logički kontroler | Industrijsko upravljačko računalo koje ciklički čita ulaze, izvodi program i postavlja izlaze; u ćeliji je nadređeni upravljački uređaj. |
| Automatizacijska piramida | Slojeviti prikaz upravljanja u pogonu, od senzora i aktuatora pri dnu do nadzornih i poslovnih sustava pri vrhu. |
| Poljna sabirnica | Industrijska mreža koja povezuje upravljački uređaj s udaljenim ulazima, izlazima i uređajima u pogonu. |
| Determinizam | Svojstvo mreže da se poruka prenese unutar unaprijed poznatog, zajamčenog vremena. |
| Vrijeme ciklusa mreže | Vrijeme potrebno da se obiđu svi sudionici i osvježe svi podaci jedanput. |
| Jitter | Rasipanje vremena ciklusa oko srednje vrijednosti; mjera vremenske stabilnosti mreže. |
| PROFINET | Protokol industrijskog Etherneta za razmjenu procesnih podataka između upravljačkih uređaja i uređaja u pogonu. |
| Tablica signala | Popis svih signala razmijenjenih između PLC-a i robota s imenom, adresom, smjerom i značenjem. |
| Rukovanje signalima | Dogovoreni redoslijed zahtjeva, potvrde i dovršetka kojim dva uređaja usklađuju rad. |
| Nadzor vremena | Mjerenje trajanja očekivane potvrde i prijava kvara kada potvrda izostane. |