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PLC或无PLC?:机器人控制器承担更多

发布07/02/2004

作者:Erik Nieves,技术进步经理,Mary Kay Morel,特约撰稿人/编辑

由于机器人控制器变得更高级,因此它们正在添加一旦可编程逻辑控制器(PLC)的Bailiwick的功能和功能。

plc已经存在很长时间了,在大中型制造工厂的人们通常都熟悉其功能、编程、梯形逻辑编辑和故障排除。较小的制造商往往没有内部PLC专业知识,不想投资PLC硬件和培训。

最新的机器人控制器支持与一些低端plc一样多的I/O和I/O处理功能。在许多情况下,新的机器人控制器可以支持较小的制造商的需求,或简单的机器人工作单元,通过消除需要PLC编程来控制I/O。当规划一个新的机器人系统时,你如何确定你是否需要一个PLC或机器人控制器是否可以做所有的事情?

答案取决于几个关键因素。如果你的机器人系统只包括一个或两个物料处理机器人,产品进料/出料输送机和一些擒轮,一个抓手,和I/O联锁——你可能不需要一个PLC。低I/O计数的系统可以很容易地使用机器人的内置功能通过一个接口来管理——机器人编程挂件。机器人控制器现在可以处理许多典型的PLC功能,如启动和关闭序列,故障诊断和恢复(包括手动控制),部件计数,部件选择,输送机控制和托盘擒轮。

今天的机器人控制器具有更快的处理速度,允许控制器处理所有的I/O排序和运动规划。它们还具有增加的I/O(1024点),以及与在现场总线级别操作的设备进行通信所需的连接性。机器人控制体系结构已经进化。以前,机器人可能只是“主”PLC的“节点”。现在,机器人控制器可以在各种不同的总线级网络(如DeviceNet、ProfiBus、EtherNet/IP、CC-Link等)上承担I/O“主人”的角色。机器人控制器现在是I/O块、传感器和开关等现场设备的“主人”。这种现场总线能力还允许所有的I/O连接通过一根电缆路由,而不是使用离散布线单独终止。这种扩展的连接降低了系统复杂性,并节省了布线、故障排除、文档编制和集成时间的成本。

机器人控制器与PLC的优点
与PLC相比,使用机器人控制器有很多优点。可以使用机器人编程挂件来访问与机器人相关的所有内容(作业、设置和I/O排序代码)。修订控制是高度简化的,因为最新的程序文件总是可以在机器人控制器中获得,而不是存储在某人的笔记本电脑或个人电脑上。与机器人控制器一个单一的备份是完成的-它存储你需要的一切-工作,设置和I/O排序代码-在一个紧凑的闪存卡上一个简单的步骤。

你不需要笔记本电脑有昂贵的专有PLC软件(每份授权),通信驱动器或电缆,或PLC专业知识。如果I/O排序将在一个机器人编程工作中处理,您可以在一个基本的机器人编程培训课程中学习您需要知道的东西。例如,可以编写一个机器人作业来控制基本的抓手功能(例如,检查没有零件存在,关闭抓手,检查零件存在,检查过行程)。然而,更高级的类似plc的功能也内置在新的机器人控制器中,这些控制器可以在后台操作。输送机擒纵机构的控制和机器状态检查是高级功能的两个例子,在后台更好地管理,而不是作为机器人程序中的指令。

梯编辑
以前,能够在后台处理I/O的机器人控制器需要助记符编程——这是一个笨重的接口。虽然是函数式的,但这种类型的编程被更直观的阶梯符号所抛弃。(参见图1,助记符界面与新梯形界面的对比。)最新的机器人控制器程序后台I/O使用梯子“梯级”就像一个标准的PLC。

图1

图1

这种方法使遵循逻辑更容易。此外,机器人控制器的内部PLC现在可以突出显示在任何时间点的触点是带电的。这结合了梯级,使它更容易排除设备故障。

然而,使用机器人控制器实现这些类似于plc的高级功能确实需要机器人制造商提供一些额外的I/O排序培训。当然,如果用户已经熟悉PLC编程,不需要额外的培训。

人机界面(HMI)
HMI是任何工作单元的关键组件。HMI必须允许操作人员以直观的方式运行设备/单元。它必须是可配置的,以使每个级别的人员能够适当地访问不同的功能层。HMI必须易于使用,并且必须经过工厂加固,以经得起在商店环境中持续使用。最新的机器人控制器现在开始提供内置的HMI功能,包括彩色触摸屏界面、状态指示器、程序选择开关、部件计数器和其他各种功能。(见图2彩色挂件HMI屏幕截图)

图2

图2
照片由Motoman提供

当需要外部plc时
然而,随着I/O计数的增加和系统逻辑的复杂性的增加,是否需要PLC的答案并不是一成不变的。例如,如果你有多个输送机和/或外围设备——如托盘分配机、叠料机、收缩包装机——与工作单元中的多个物料处理机器人交互,那么PLC将是推荐的解决方案。此外,如果你需要在机器人断电的情况下控制多个进程,如果系统有大量的串行或ASCII数据需要处理,或者需要高级算术功能,那么PLC仍然是必需的。

总结和结论
机器人控制器已经前进到它们是控制I / O的合法选择。机器人控制器可以以几种不同的方式使用,提供巨大的系统灵活性。在其最基本的实现中,机器人可以使用写入机器人程序的命令来控制I / O.或者,机器人控制器可以是服务“Master”PLC的“节点”。或者,考虑到梯形图编辑,连接,处理速度和附加I / O的进步,机器人控制器可以用作小PLC的功能。消除外部PLC并使用机器人控制器进行系统级控制功能,现在是许多应用的可行性和成本效益的替代方案。