KONTAKT Autor: Tomáš. Kohout Vedoucí: : Ing. Pavel Burget, Ph.D. .D. fel.cvut.cz) Kohout

Transkript

1 KONTAKT 2011 Model Žonglér r pro vzdálenou výuku a řízení CNC stroje Autor: Tomáš Kohout Vedoucí: : Ing. Pavel Burget, Ph.D. Kohout (kohouto4@fel.cvut.cz fel.cvut.cz).d. (pavel.burget@fel.cvut.cz) Katedra řídicí techniky FEL ČVUT Praha

2 Představení stroje a cíle práce Žonglér Pětiosé mechanické zařízení 5 synchronních motorů (4 rotační, 1 lineární) Účel vzájemná synchronizace os Cíl: Zapojení modelu do systému vzdálené laboratoře Lablink Problém: Možnost kolize mechanických částí Žongléra Řešení Predikce poloh os systému

3 Real-time část zabezpečení Power Panel 420 Teoretický základ safe I/O Quickstop Safety 4. in HUB S4out out ACOPOS out Analýza komunikace sítě Ethernet POWERLINK Získávání poloh a rychlostí os HW řešení druhé PLC v systému Implementace algoritmu Výpočet dosažitelných poloh os systému na horizontu predikce Vyhodnocení nebezpečného stavu Získávánía nastavení parametrů algoritmu

4 Časově nekritická část zabezpečení Ochrana funkčnosti zabezpečení safety PLC IMAcom Lokální proměnné axis_1_param axis_2_param axis_3_param axis_4_param axis_5_param INA2000 client C Ethernet POWERLINK (asynchronní komunikace) PLC INA2000 server Globální proměnné graxis01 graxis02 graxis03 graxis04 graxis05 Asynchronní část komunikace Ethernet POWERLINK Kontrola konfigurace os check C C check BR moduly iomap.br powerlink.br check.br Kontrola cyklických úloh pro zabezpečení IMAconfig Popis zapojení do systému Lablink

5 Řízení CNC stroje Úvod do CNC řízení Koncept CNC v systémech B&R Koncept řízení systému Implementace technologie vrtání Porovnání řízení CNC stroje a Žongléra

6 lim S2,+a max Dosažitelný prostor S2 Dosažitelný prostor S4 MN - Managing Node SoC PReq to CN 1 from CN 1 CN - Controlled Nodes PReq to CN 2 Izochronní fáze from CN PReq to CN X from CN X from MN Asynchronní fáze SoA SoC PReq to CN 1 AsyncSend... Model Žonglér r pro vzdálenou výuku a řízení CNC stroje Autor: Tomáš Kohout Kohout (kohouto4@fel.cvut.cz) Vedoucí: Ing. Pavel Burget,, Ph.D. (pavel.burget@fel.cvut.cz Model Žonglér pro vzdálenou výuku pavel.burget@fel.cvut.cz) Systéms 5 osami 4 synchronní motory 1 lineární osa Účelem stroje je demonstrace synchronizace rychlých servopohonů Žonglování až s 5 koulemi Výuka řízení a synchronizace pohonů, příklad průmyslové aplikace Zapojení modelu do systému vzdálené laboratoře Lablink Úskalívýuky: možnost vzájemné srážky vyhazovacích misek nebo srážka s konstrukcí Žongléru Cíle: Prevence potencionálních srážek částí stroje Omezení možnosti vyřazení zabezpečení z provozu Teoretický rozbor sítě Ethernet Powerlink Hardwarová realizace pomocí standardních produktů B&R druhé PLC, Safety PLC Popis hardwarové konfigurace pro realizaci zabezpečení Získávání aktuálních poloh a rychlostí z analýzy komunikace mezi servozesilovači. Idle Phase safe I/O Quickstop Safetyin 4. Power Panel 420 HUB S4out out ACOPOS out Predikční horizont algoritmu: T = T + T + T p IN CPU OUT Výpočet dosažitelných poloh na horizontu predikce: 1 2 s = vt 0 p + aacctp 2 s predikovaná poloha osy v 0 aktuální rychlost osy T p horizont predikce a acc maximální hodnota zrychlení osy (pozitivní a negativní směr) Kontrola bezpečného stavu osy: v< 2 a s s dec T IN T CPU T OUT lim s lim poloha, která nesmí být dosažena s predikovaná poloha osy v predikovaná rychlost osy a dec zrychleníosy při brzdění (zpomalení) přenos informace do kontrolního PLC doba běhu algoritmu doba reakce na výstup algorimu Algoritmus implementován v jedné cyklické úloze pomocí skládání maker jazyka C Parametry algoritmu stanoveny nastavením konfigurace a praktickými testy v 0,S2 v 0,S4 s s S2 ss2,-a max s ss4,+a max ss4,-a max s S4 Student Lablink server Relace vzdálené plochy Automation studio - předpřipravený projekt Konfigurace Síť internet Konfigurace Síť Ethernet Powerlink Administrátor Administrátor Zamezení přístupu studentů ke kontrolnímu PLC Postup pro zahájení výuky na modelu Žonglér ve vzdálené výuce. Přenos informace sítí Ethernet Powerlink pomocí knihoven powerlnk a AsIMA safety check IMAcom Lokální proměnné axis_1_param axis_2_param axis_3_param axis_4_param axis_5_param INA2000 client C C C IMAconfig Ethernet POWERLINK (asynchronní komunikace) INA2000 server check Globální proměnné graxis01 graxis02 graxis03 graxis04 graxis05 BR moduly iomap.br powerlink.br check.br Využita asynchronní část komunikace Ethernet Powerlink pomocí knihovny AsIMA a protokolu INA2000 Kontrola správné konfigurace os systému Kontrola přítomnosti cyklických úloh souvisejících se zabezpečením stroje (získávání a přenos dat) Popis práce s datovými objekty Řízení CNC stroje Obecný úvod do CNC řízení Řízení trajektorie Programování CNC systému CNC v systémech B&R Popis konceptu řízení CNC Seznámení s CNC Decoderem, Path generátorem knihovnou ARNC0 a CNC systémem (datovou strukturou) Osy M funkce Externíparametry PLC Start CNC Programu CNC System CNC Decoder Idle time CNC Trajectory generator Servozesilovače Aplikace CNC Program Osa X Osa Y Osa Z CNC Operační systém Timer Interrupt Set Value Set Value Set Value Generator osa X Generator osa Y Generator osa Z Controller X Controller Y Controller Z Technologie Zařízení Ošetření vstupů Ošetření chyb Stavový automat switch wstep of case 1: case 2: Ošetření výstupů HMI Osa 1 Ovládání os Osa 2 Popis softwarového konceptu stávajícího projektu Souhrn zásad a doporučení pro programování PLC systému Cyklické úlohy Datové struktury Hiearchie cyklických úloh a jejich vzájemné interakce Přidání nové osy Z do systému pro technologii vrtání a frézování a její implementace do projektu s ohledem na zásady a doporučení uvedená v práci.