Juhtsüsteemid
Kuidas juhitakse robootikasüsteemis seadmeid nii, et kõik osad teeksid tööd õigeaegselt ja piisval hulgal ning oleks tagatud kvaliteet?
Automaatika juhtsüsteemid ehk loogikakontroller (PLC)
Juhtseadmed tagavad automaatikasüsteemi tööks vajaliku funktsionaalsuse:
- Seadmete õigeaegne juhtimine ja tehtud töö kontrollimine
- Automaatikasüsteemi andmete kuvamine operaatorile
- Automaatikasüsteemi vigade tuvastamisfunktsioon
- Üldise robotkompleksi ohutussüsteemi juhtimine ja jälgimine
PLC loogikakontrolleri abiga võib juhtida kogu robotkompleksi, kaasa arvatud robotit ennast. PLC saab kuvada vajaliku informatsiooni, mis on seotud robotsüsteemis tehtavate operatsioonidega operaatorile läbi HMI (Human Machine Interface). HMI on sisuliselt puutetundlik ekraan, kuhu kuvatakse operaatorile vajalik info. Olenevalt süsteemi ülesehitusest saab läbi HMI seadistada süsteemi parameetreid. Enamasti on süsteemi käivitamine ja seiskamine kontrollitud läbi HMI.
Väiksemate robotsüsteemide puhul on võimalik kasutada roboti kontrolleri PLC-d, kui see lisa on sinna paigaldatud. Roboti PLC juhtloogika programmeeritakse roboti tööprogrammidesse, mille järgi juhitakse ülejäänud seadmeid. Suuremate süsteemide puhul on eelistatud, et üks eraldiseisev loogikakontroller juhib kõiki seadmeid, kuna see muudab süsteemi üle kontrolli lihtsamaks.
Klassikalises robotkompleksis on erinevad seadmed juhitud PLC kontrolleriga ning masinate tööd kontrollitakse lisaanduritega, mis tagab selle, et protsess ei liigu edasi enne, kui on tulnud kinnitus, et viimane toiming täideti. Anduritega mõõdetakse näiteks:
- Konveieril toote asukohta
- Rakises korrektset detailide paiknemist
- Kas toode on haaratsi vahel või mitte
Lisaks võib toimuda suhtlus robotikontrolleri ja PLC vahel, kus robot annab tagasisidet, kui on jõudnud protsessi nõutud etappi ja PLC juhib selle põhjal muid automaatikasüsteemi seadmeid.
Standardsetel PLC on enamasti 16 sisendit ja 16 väljundit. Kui kanaleid on rohkem, peab PLC-le lisama juurde laiendusmooduleid, mis muudab süsteemi kallimaks ja keerulisemaks. Lisamoodulite arv, mida saab juurde liita, on piiratud. Selle vältimiseks on võimalik kasutada seadmete vahel erinevat tüüpi kommunikatsiooniprotokolle. Info edastamiseks üle protokollide ei ole vaja iga eraldi signaali jaoks ühendada kaablit PLC sisend- või väljundklemmile, vaid kogu info käib läbi ühe kaabli.
Loogikakontrollerit kasutatakse ka masinate ohutussüsteemide jälgimiseks ja hoolduseks. PLC tagab kontrolli automaatikasüsteemi üle ning liidese operaatori ja automaatika vahel, andes operaatorile süsteemi juhtimiseks vajaliku funktsionaalsuse. PLC on see võtmetähtsusega komponent süsteemis.
Kontrollerite programmeerimisel on oluline, et kood oleks koostatud lihtsasti ja koos kommentaaridega, mis aitab võõral inimesel süsteemist lihtsamini aru saada ning vajaduselt teha muudatusi. Kommunikatsiooniprotokollid on jagatud kolmele tasandile. Need on põhiliselt kasutatavad ühendusviisid.
- Device Net – kommunikatsioonisüsteem, mis ühendab madalama taseme automaatika osasid otse kontrolleriga ning ei vaja iga signaali jaoks eraldi kaablit.
- Control Net – kõrgema taseme kommunikatsiooniprotokoll, mida kasutatakse automaatikaseadmete omavaheliseks ühendamiseks nagu robotid, tootmisseadmed, HMI, PLC.
- Ethernet – standard kommunikatsiooniprotokoll kiireteks ja suuremahulisteks andmevahetusteks PLC-de, SCADA, tootmise juhtimise süsteem MES (Manufacturing Execution System). Etherneti abil tagatakse üldine kommunikatsioon ja automaatika juhtimine üle kogu tehase.
Iga nimetatud protokoll töötab eraldi standardite põhjal. Nende kõikide jaoks on olemas standardsed komponendid. Kasutades vastavale süsteemile mõeldud komponente, võid olla veendunud, et liites selle võrgustiku osaks, hakkab see tööle.
