Возможности использования программируемого логического контроллера для управления промышленным роботом

Промышленный робот (ПР) можно охарактеризовать как автоматическую машину, представляющую собой совокупность манипулятора и перепрограммируемой системы управления, предназначенную для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций, заменяющих аналогичные функции человека. Здесь система управления (СУ) – это функционально взаимосвязанные и взаимодействующие средства управления, обеспечивающие обучение (программирование), сохранение программы и её воспроизведение (т. е. считывание информации и передачу управляющих сигналов исполнительным органам промышленного робота).

Используемые в настоящее время системы управления на базе одной микро-ЭВМ могут иметь встроенные местные автономные недорогие управляющие средства – программируемые логические контроллеры (ПЛК), которые разгружают микропроцессор ЭВМ от второстепенных операций. ПЛК представляют собой средства программируемой логики и конструктивно выполнены из отдельных блоков – модулей. В настоящее время наметилась тенденция использования ПЛК без базовой ЭВМ, как автономных свободнопрограммируемых средств управления [1].

Кафедрой прикладной механики КузГТУ накоплен положительный опыт использования ПЛК, выпускаемого российской компанией «ОВЕН», в качестве основы модернизированной системы управления роботизированным технологическим комплексом сборки [2]. Эксплуатация подтвердила конкурентные преимущества данного ПЛК, заключающиеся:

• в высокой скорости работы дискретных входов при использовании подмодулей счетчика;
• в большом количестве интерфейсов для программирования контроллера, работающих независимо друг от друга;
• в широких возможностях самодиагностики, возможности работать при пропадании питания;
• в возможности создавать и сохранять архивы на Flash контроллера.

Еще одним доводом в пользу выбора ПЛК «ОВЕН» являлось поставляемое совместно с ним программное обеспечение, в настоящее время активно применяемое в учебном процессе. Так, управление учебным РТК осуществляется с использованием виртуального пульта управления, реализованного средствами визуализации программной среды и позволяющего работать в режиме ручного и автоматического управления.

В настоящее время к активному использованию у учебном процессе вполне пригоден промышленный робот (рис. 1) с электромеханическим приводом, позиционная система управления которого, первоначально построенная на базе ПЭВМ «Электроника» морально и физически устарела. Робот расположен на макете передней бабки токарного станка и в учебном процессе предназначен для имитации загрузки-выгрузки детали из его рабочей зоны.

Компоновка робота построена фактически по агрегатно-модульному принципу, где мехатронный модуль-привод каждой степени подвижности снабжен унифицированными электродвигателями постоянного тока, датчиками положения и электромагнитными тормозами.

Теперь в качестве основы системы управления предложен ПЛК ОВЕН 110-220.60.К-М с выходными элементами в виде транзисторных n-p-n ключей с открытым коллектором. 

Рис. 1. Электромеханический промышленный робот «Электроника» с позиционным управлением (а) и его унифицированный модуль-привод (б).

Таким образом, концепция применения ПЛК в управлении учебными ПР на кафедре прикладной механики КузГТУ получила новое развитие. Список литературы:

1. Кузьмин, А. В. Основы построения систем числового программного управления / А. В. Кузьмин, А. Г. Схиртладзе, В. П. Борискин. – Старый Оскол: ТНТ, 2010. – 200 с.

2. Курышкин, Н. П. Использование программируемого логического контроллера в управлении учебным РТК сборки / Н. П. Курышкин, О. В. Любимов, Д. Н. Самойлов. – Системы автоматизации в образовании, науке и производстве. – Новокузнецк: Изд. центр СибГИУ, 2013. – С. 281-283.

Авторы: Д. Н. Самойлов. Научные руководители: Н. П. Курышкин, О. В. Любимов КузГТУ

Практический курс по ПЛК Овен и разработке АСУ ТП в Codesys:  http://electrik.info/codesys.php