Programmable Logic Controller (PLC)-overwegingen voor robotcellen

Programmeerbare logische controllers (PLC's) gebruiken voor robotcellen

Voor robotcellen is vaak een controller nodig om delen van de cel te laten werken die doorgaans niet binnen het werkbereik van de robot vallen. Een controller, meestal een programmeerbare logische controller (PLC), bestuurt okseldeuren, klemmen, veiligheid of iets anders dat een ingenieur nodig heeft voor een volledig autonome cel.

Ladderlogica-programmering is vergelijkbaar met bedradingsschema's om de conversie van het bedradingsschema naar het werkende programma eenvoudig te houden. Ladderlogica-programmering verloopt sequentieel, waardoor het mogelijk is om bepaalde taken uit te voeren via een reeks opdrachten in de cel. Ze worden ook veel gebruikt voor de veiligheidssystemen in een cel. Ze kunnen worden geprogrammeerd om elke taak in de cel te stoppen zodra de veiligheidsparameters in de cel worden verbroken.

Robots gebruiken over het algemeen een C-programmeertaal en kunnen op dezelfde manier worden gebruikt als een PLC met veiligheid en I/O. Robots zijn echter beperkt in de hoeveelheid I/O die ze aankunnen, en hun veiligheidssystemen zijn vaak niet in staat om een ​​cel met een grote hoeveelheid veiligheid of I/O bij te houden.

Wanneer de cel een PLC nodig heeft, ofwel een grotere cel of een cel met complexere externe systemen, zijn er veel verschillende typen om uit te kiezen. De robot heeft mogelijk voldoende capaciteit om de hele opstelling op een kleinere, eenvoudige cel te besturen, en een externe PLC is niet nodig om de cel goed te besturen. In dit geval is een robotcelsysteem zonder PLC vaak veel goedkoper. PLC's kunnen opmerkelijk eenvoudige controllers zijn die in staat zijn tot kleinere hoeveelheden I/O en veiligheid, of ze kunnen grote hoeveelheden externe systemen, motoren, transportbanden, veiligheid, palletiseren, enz. aansturen.

De prijs van een PLC is direct gerelateerd aan zijn mogelijkheden. Merknamen zijn ook een bepalende factor in de kosten van een controller. Bepaalde merken kosten meer omdat ze mogelijk meer ondersteuning, een langere garantie of meer duurzaamheid bieden in een productieomgeving. Laten we dus eens kijken hoe we de juiste PLC voor een robotcel kunnen kiezen.

Een programmeerbare logische controller (PLC) kiezen voor een robotcel

Als het gaat om variëteiten van kleine celcontrollers, is de lucht de limiet. Kleine, eenvoudige controllers die eenvoudige taken bewaken en uitvoeren, zijn te vinden voor een paar honderd dollar. Aan de andere kant van het spectrum kunnen sommige PLC's meerdere taken tegelijk uitvoeren, voor het veiligheidssysteem zorgen en een groot aantal in- en uitgangen uitvoeren. Deze controllers zullen ver boven enkele honderden dollars worden geprijsd.

Figuur 1. Diverse robotbesturingen van KUKA. Afbeelding gebruikt met dank aan KUKA

De complexiteit van de kleine robotcel is een goede indicatie of een eenvoudige controller kan worden gebruikt of dat een complexere PLC nodig is. Als de fabrikant van plan is de cel in de toekomst te upgraden, of als er een reden is dat er meer inputs en outputs nodig zijn, kan het beste een controller worden gebruikt met meer capaciteit dan verwacht. Een extra grote controller zorgt voor meer flexibiliteit binnen de cel op lange termijn, waardoor eventuele wijzigingen, zoals het toevoegen van sensoren en I/O aan het systeem, kunnen worden opgevangen.

Verschillende merken PLC's vereisen verschillende softwareprogramma's, iets om rekening mee te houden bij het kiezen van de juiste controller. Allen-Bradley PLC's worden bijvoorbeeld geprogrammeerd met eigen software die uniek is voor Allen-Bradley-controllers.

Allen-Bradley en andere hoogwaardige PLC-fabrikanten hebben licenties en speciaal opgeleide programmeurs nodig om hun software te gebruiken. Goedkopere PLC's, zoals die van Automation Direct, zijn veel toegankelijker en bieden gratis softwareprogramma's. Een goedkopere PLC biedt echter mogelijk geen uitgebreid technisch ondersteuningssysteem zoals de duurdere merken. Prijs bepaalt vaak, maar niet altijd, de duurzaamheid van de PLC. Stel dat de cel werkt in een ruwe omgeving. In dat geval kan vanwege de fysieke belasting van de elektronische componenten wellicht het beste gekozen worden voor een duurdere besturing omwille van de duurzaamheid.

Behalve prijs, software en duurzaamheid zijn er nog andere overwegingen bij het kiezen van de juiste PLC voor een robotcel.

Robotveiligheidssystemen en andere overwegingen

Alle robotcellen hebben een veiligheidssysteem nodig, ongeacht de grootte of de omgeving, om operators en andere werknemers in de fabriek te beschermen. In sommige gevallen kan de robotcontroller de veiligheidssystemen in de cel handhaven. Als de celveiligheid echter veel meer vereist dan een paar lichtschermen, heeft de cel een op zichzelf staand veiligheidssysteem nodig.

Figuur 2. Een diagram dat laat zien hoe een robotcontroller samenwerkt met andere controllers. Afbeelding gebruikt met dank aan Ericsson

Dit bestaat over het algemeen uit een veiligheidsrelais dat is aangesloten op een PLC of een PLC met een geïntegreerd veiligheidssysteem. Bij het overwegen van veiligheidssysteemopties is het het beste om het prijsverschil te vergelijken tussen een PLC in combinatie met veiligheidsrelais en een PLC met geïntegreerde veiligheid, omdat het kostenverschil allemaal afhangt van de specificaties van de cel.

De meeste fabrieken geven de voorkeur aan bepaalde merken vanwege hun automatiseringsbehoeften om uniformiteit in hun automatisering te garanderen. Merkvoorkeur verlaagt de kosten door uniformiteit tussen technici en onderhoudsprogrammering aan te moedigen, wat waarschijnlijk de besparingen van het kiezen van goedkopere PLC zal compenseren. Als u niet tevreden bent met het huidige besturingssysteem, overweeg dan de redenen waarom en zoek vervolgens naar een PLC die beter past bij de behoeften van de cel.

Er zijn veel dingen waarmee u rekening moet houden bij het kijken naar een controller die een kleine robotcel begeleidt. Vaak kost een controller met een goedkope aanschafprijs meer dan het verschil in prijs van downtime voor onderhoud en gebrek aan ondersteuning voor de controller. Als er een gebrek is aan ervaring met de programmering van een ander merk, kan de leercurve onzinnig zijn. Sommige robotcellen hebben misschien niet eens een aparte controller nodig als ze eenvoudig genoeg zijn; maar zo niet, dan kan een controller waar nodig efficiëntie en veiligheid toevoegen. Veiligheid, complexiteit, productondersteuning en merkbekendheid moeten allemaal worden overwogen voordat u een specifieke controller kiest.