Uniwersalny system pozycjonujący

Uniwersalny, modułowy system paletyzujący
Wstęp
Układy pozycjonujące mogą być sterowane z głównego PLC kontrolującego całość
procesu lub za pomocą lokalnego sterownika, który poprzez wejścia/wyjścia komunikuje
się z głównym sterownikiem. Zaletą tego drugiego rozwiązania jest modułowość
urządzeń pozwalająca w sposób bardzo elastyczny budować maszyny z gotowych
„półproduktów”. Takie podejście zwalnia także użytkownika z mozolnego studiowania
komunikacji z urządzeniem pozycjonującym, zmniejsza liczbę wejść/wyjść potrzebnych do
„obsłużenia” tego typu układów.
Założenie
Chcielibyśmy zbudować uniwersalny moduł pozycjonujący - PALETYZTER (sterowanie
modułu do odkładania np. detalu w procesie produkcyjnym do 30 różnych miejsc na
palecie).
Idea działania
Załóżmy, że mamy jakiś proces produkcyjny, który w swoim ostatnim etapie wymaga
odłożenia gotowego produktu w określone miejsce.
Pozycjonowanie to może być sterowane przez duży PLC za pomocą wejść/wyjść
cyfrowych (rys. poniżej).
Silnik osi X
Sterownik ruchu
.
.
.
Silnik osi Y
Lub może być realizowany przez gotowy moduł sterowania, który komunikuje się z dużym
PLC poprzez 1 wejście i 1 wyjście. Cały „protokół” komunikacyjny sterownika ruchu
„tłumaczy” układ pośredniczący – np. przekaźnik programowalny NEED.
Silnik osi X
Sterownik ruchu
STEP
READY
.
.
.
Silnik osi Y
Uniwersalny moduł sterowania
Duży PLC nie musi w tym przypadku zajmować się samym pozycjonowaniem – wydaje
tylko „rozkaz” przesuń na pozycję i czeka na wykonanie danej operacji (wysoki stan
sygnału READY).
Określanie pozycji
Ponieważ dla różnego procesu mogą być odpowiednio różne pozycje, więc proces edycji
miejsca, do którego ma być transportowany detal wykonywany jest za pomocą
określonego programu – charakterystycznego dla określonego producenta. Ale zawsze
wygląda on następująco:
1. Za pomocą specjalnego edytora wpisujemy pozycje.
W ten sposób określonemu numerowi pozycji przyporządkowujemy binarnie stan wyjść
w NEED’zie – rysunek poniżej.
Położenie
Oś X
12
15
120
12
189
95
98
199
...
Położenie
Oś Y
100
23
342
345
874
73
242
2000
...
Ustawienie wyjść
NEED'a dla pozycji 1
Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1
Off Off Off Off Off On
oś Y
Numer
pozycji
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
...
punkt1
1
punkt6
Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1
Off Off Off On On Off
6
Ustawienie wyjść
NEED'a dla pozycji 6
oś X
2. Po edycji wymaganych pozycji ładujemy te dane do sterownika napędu.
Komunikacja dużego PLC z uniwersalnym modułem pozycjonowania.
Komunikacja dużego PLC z NEED’em odbywa się według „protokołu” przedstawionego
poniżej:
- NEED wystawia sygnał gotowości READY
- Wysoki stan sygnału STEP powoduje wygaszenie sygnału READY i ustawienie
wyjść od Q1 do Q6, które ustalają pozycję układu mechanicznego.
-
READY
STEP
Ustalenie jednej pozycji
Komunikacja sterownika ruchu z uniwersalnym modułem pozycjonowania.
W poniższej aplikacji jako sterownik ruchu przyjęto kontroler LC8 firmy SMC jednak na
podobnej zasadzie działają inne drivery ruchu (np. Rexroth czy Montech).
Komunikacja odbywa się według „protokołu” przedstawionego poniżej:
- NEED wystawia binarny numer pozycji - wyjścia Q1 – Q6
- Przy niskim stanie sygnału BUSY, NEED generuje sygnał START.
- Potem przy wysokim sygnale BUSY gasi sygnał START i czeka na stan niski tego
sygnału.
- Jeśli sygnały ALARM i ERROR są w stanie niskim, to cykl ponownie się powtarza.
Q1...Q6
Q1...Q6
Q1 - Q6
START
BUSY
Zadana pozycja
osiągnięta
Zadana pozycja
osiągnięta
Sprzęt
NEED MAX 24V DC
Sterownik osi LC8, SMC
Idea programu
Po uzyskaniu żądania od PLC Master zostaje ustalona pozycja nr 1. Kolejne żądania
powodują wybieranie pozycji nr 2, 3, ..30.
Układ posiada remanencje – po zaniku zasilania nie zaczyna pozycjonowania od 1, tylko
od ostatniej ważnej pozycji.
Sygnał RESET powoduje wyzerowanie układu.
Sygnały protokołu - z
sterownika ruchu
Sygnał z dużego
PLC
I1
I2
I4
I3
I3 I4
I5
I6
I7
I5 I6
I8
I9
STEP
+24V 0V 0V I1 I2
RESET
ERROR
ALARM
BUSY
Zasilanie 24V DC
I10
I14
I9 I10 I11 I12 I13
I7 I8
I11 I12
I13
I14 I15
I16
I17
I15
I18
MODE
I16
RUN/STOP
230V AC INPUT 16xAC
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
OUTPUT 8xRELAY/10A
Q1
Q2
Q5
Q6
Q3
Q4
Q5
Q6
+24V DC
Q1
Q2
Q7
Q8
READY
Q4
START
Q3
Sygnał do dużego
PLC
Sygnały protokołu - do sterownika ruchu