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基于PC的软PLC的Kuka机器人自动包装系统

   日期:2004-11-24     来源:欧洲远东有限公司北京办事处    作者:管理员    

起初,一般是由用户提出特殊需求:全球范围的饮料工业供应商--KHS机械和系统工程公司,为其包装生产线寻找一种全集成的、标准化的创新控制思想。而且,还期望它比那些迄今为止已被采用的控制技术具有显著优点,并且,最重要的是,要能胜任未来,这也是对于"新一代"的唯一判别依据。

 


项目管理、图形编辑器、结构化文本中的语法加亮、编辑向导等。

位于德国奥格斯堡(Augsburg)的Kuka公司听从了这个全球巨人的要求,并提供了适当的基本系统。根据行话:一个能实时地控制一个机器人的12个伺服轴的控制系统,也能精确地控制一个饮料灌装机的包装机、码垛机和上/下料机,这个来自德国Worms的公司信赖Kuka的KRC技术,并利用了其功能强大的、现代化的基于PC的RC PLC解决方案的优越性。

 


饮料工业中的复杂包装系统现在配备了KHS公司提供的KRC控制系统。

标准有利于集成

KHS的包装技术电气工程部的领导Klaus Rau说:"该系统的优越性非常明显,现在我们可以为我们的用户的整机程序提供一个相同的控制思想。不管我们的用户选择了一个六轴的天鹅颈状手臂机器人,还是一个SCARA型机器人,或者是一个单柱或双柱的码垛机或包装机,或者是一个上料机或下料机,他们总会获得同样的技术,也就是机器人技术。"在全球应用的各种情况下,这极大地便利了构造、获得、集成、试车、培训和服务。因为系统在软件和硬件方面都设计得非常舒适和模块化,极大地减少了规划和编程任务,这也显著地缩短了流程时间,因而最终最小化了交货期。按照机器人技术惯例,所有的伺服驱动器自然都配备了一个绝对路径测量系统,用于运动控制的传感器已经是过去的东西了。KHS人说:"现在,可以通过具有图形功能的操作终端,将机器调整到我们用户的不同新产品上"。这将使得新产品的试车和调整进程明显加快。

与标准的PC技术相结合的模块化单元提供了较高的可靠性,并且易于适应科技进步。通过一贯地采用最新技术,包括伺服驱动系统工程、PC控制技术和机器可视化技术等等,KHS可以为其用户提供高可靠、运行稳定和低维护的机器,并且,他们比以前明显缩短了时钟周期。

而且,一个非常突出的特点是:采用综合了整个控制和可视化智能的PC技术,使得有效的远程服务第一次成为可能,这将通过使用PC界的现代通讯手段,显著地提高包装生产线的可用性。另一个事实使新一代技术的采用变得容易:基于PC的整个KRC 2控制系统,包括伺服驱动工程在内,现在可以安装在一个只有1250 mm x 810 mm x 520 mm (H x W x D) 大小的紧凑型柜体中。迄今为止的控制思想具有多种空间需求。它支持所有的标准现场总线系统,如:Profibus、Interbus、DeviceNet和ControlNet,而且,还支持以太网TCP/IP和OPC客户机/服务器。

 


在以前使用了大型电控柜的地方,现在都可以使用集成了软PLC并包括所需的外围设备的KRC紧凑形控制柜。

软PLC也用于实时环境

在内部,KW-Software公司(位于德国Lemgo的Kuka的系统伙伴) 的ProConOS操作系统,负责所有控制功能的平稳运行。Kuka人Franz Groll解释道:"我们的KRC系统允许指定这些轴的同步和异步运行"。由此,Kuka推出一个多任务处理系统,它支持一个天鹅颈状手臂机器人以及特定于用户的运动学。

 


Kuka人Franz Groll (l.) 和 KW培训师Gatz Jackel – 照片摄于KRC紧凑型控制柜的前面。

软PLC与现场总线一道,充当上层系统控制角色,并担任可视化部分的通讯单元。利用功能块,可以通过直接存储器访问(DMA)手段,与RC控制系统交换变量信息。通过这种方法,可以避免如标准PLC那样的经由I/O模块的复杂通讯。对于时间苛求的组件,则运行于Kuka自己的实时内核VxWin中。由此,操作系统在被请求时,对于过程所必需的运算任务完全可用。诸如可视化和OPC服务器之类的应用程序,都在Windows方面执行。

 


软件的系统结构显示出通用性.

适于轻松编程的Windows界面

KW公司中关于软PLC的通用性方面的培训师G?tz J?ckel说:"利用我们的MULTIPROG,可以很容易地创建符合IEC 61131标准的控制程序,而用户熟悉哪种编程语言并不重要。"因为该软件既适用于指令表和结构化文本,也适用于功能块图、梯形图和顺序功能图。在一个工程项目中可以混合使用所有这些编程语言。另一种可能性是机器顺序功能图语言(MSFC):由于有循环处理功能,它允许更短的试车时间。扩充的诊断功能会减少停机时间。而且,在自动模式下,操作更容易。

作为一个32-位的应用程序,MULTIPROG可运行于当前所有的Windows系统。这样,所有的PC用户都了解界面和基本功能。这样可以直观编程并能产生一个好的总体效果。项目管理程序提供了一个容易使用的具有符合IEC 61131标准的工程树结构,其操作方法如同微软的资源管理器,还提供了各种功能块库、密码保护、以及一个工程中对多个控制器的集成等功能。

应Kuka的需求,MULTIPROG现在已经有德文、英文、法文、日文和中文等多种语言的版本。甚至由用户创建的文档也可以在线地切换到每一种语言。用户通过Kuka的KCP操作终端,利用其示教程序,对系统进行编程。舒适而众所周知的Windows界面便利了所有的编程过程,并使得在离线模式下甚至在运行过程中编程成为可能。一种高层次的安全性已经通过诸如可用性调查、时钟时间的确定性和冲突控制等功能而得以实现。整个生产过程甚至可以在一个很大的8"彩色显示器上看到。这产生了一种很高的透明度和清晰度。

用户着眼于未来

 


软PLC在处理器方面使用现场总线技术,配备成用于将来的诸如通过以太网进行上层通讯和归档等目的。

简便的可编程性是有利于Kuka的新解决方案的强有力论据。而且,标准化缩短了交付和反应时间,例如对于备件的供应。利用这个当然也可以最小化实现时间。而且,模块化的结构简化了运行过程中可能的替换和升级。被调整的硬件和软件以及较短的通讯距离,曾导致由I/O模块的冗余引起的昂贵的绕行。Groll说:"现代化的思想给予我们的用户较高的投资安全性。如同Internet那样的经由高层系统的未来网络也会由此而成为可能"。

此外,所涉及的公司可以专注于他们的核心能力:"KHS的应用技术方面的专门知识是发挥了我们作为系统供应商的实力。而我们则借助于我们的软PLC供应商KW-Software公司的能力。",Franz Groll就系统链问题解释道。根据Kuka的数据统计,每年大约会推出8000个同样的或类似的控制系统。

翻译:王锡俊,罗伯特杉布

 
  
  
  
  
 
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