Mae'r erthygl hon yn cymharu datrysiadau system reoli dau robot diwydiannol, y manipulator a'r robot symudol, ac yn cyflwyno eu nodweddion.
Mae'r dosbarthiad uchod yn seiliedig ar wrthrych y cais. Yn ogystal, mae mwy o reolwyr cynnig cyffredinol ar y farchnad, hynny yw, y rhai sy'n rheoli offer ansafonol.
1 Datrysiad Lefel Gwaelod Rheolwr 1.1 Manipulator Teipiwch reolwr y math manipulator a ddatblygwyd yn gynharach ac mae'n gymharol aeddfed. Gadewch i ni edrych ar ddatrysiad lefel waelod y system reoli bresennol. 1.2 Teipiwch robot symudol Mae rheolwr y robot symudol yn perthyn i gyfeiriad cymharol newydd. Mae robotiaid symudol diwydiannol ar ffurf AGV, peiriannau peirianneg di-griw, ac ati. Mae datrysiad lefel waelod y system reoli fel a ganlyn:
1.3 Cymhariaeth
Mae gan y manipulator ofynion uchel ar gyfer cywirdeb a sefydlogrwydd cynnig, felly mae'r swm cyfrifo yn fawr ac mae'r cylch yn fyr, sydd yn gyffredinol yn 1 i 2 orchymyn maint yn uwch na robotiaid symudol. Yn gyffredinol, nid oes gan robotiaid symudol ofynion uchel ar gyfer cywirdeb cydamseru, ac mae eu cyfluniad yn gymharol isel.
Mae'r manipulator yn gyffredinol yn gweithio mewn ardal sefydlog, ac mae ei reolwr fel arfer yn cael ei roi yn y siasi, felly nid yw'r lefel amddiffyn yn uchel, yn gyffredinol IP20. Mae angen i robotiaid symudol fod yn ddiddos ac yn wrth -lwch oherwydd bod angen iddynt symud yn aml, yn enwedig peiriannau peirianneg awyr agored, felly mae angen iddynt ystyried diddosi a gwrth -lwch. Mae eu lefel amddiffyn yn uwch, yn gyffredinol IP67.
2 Cyflwyniad i Codesys 2.1 Cyfansoddiad Codau
Fe welwch fod llawer o feddalwedd rheoli robot yn cael eu gweithredu gyda chymorth codys, felly beth yw codys?
Mae Codesys yn feddalwedd datblygu PLC meddal taledig. Yn syml, mae'n cynnwys dwy ran: system ddatblygu a system rhedeg. System ddatblygu yw'r rhyngwyneb meddalwedd a ddefnyddir ar gyfer rhaglennu (yn union fel Visual Studio, Eclipse a meddalwedd arall, y gellir ei alw'n IDE hefyd). Mae dylunio, difa chwilod a llunio rhaglenni PLC i gyd yn cael eu cynnal yn IDE, sef y rhan y mae defnyddwyr yn aml yn delio â hi;
Ar ôl i'r rhaglen PLC gael ei hysgrifennu, rhaid ei throsglwyddo i'r ddyfais caledwedd ar gyfer gweithredu. Fodd bynnag, ni all y rhaglen PLC a gynhyrchir redeg ar ei phen ei hun ar yr adeg hon. Rhaid iddo weithio mewn amgylchedd meddalwedd penodol. Yr amgylchedd hwn yw'r system rhedeg, sy'n anweledig i ddefnyddwyr.
Mae lleoliadau gosod y ddau fel arfer yn wahanol. Yn gyffredinol, mae IDE wedi'i osod ar y cyfrifiadur datblygu, ac mae'r system rhedeg wedi'i leoli ar y ddyfais caledwedd sy'n chwarae rôl reoli. Yn gyffredinol, mae'r ddau wedi'u cysylltu gan geblau rhwydwaith, ac mae'r rhaglen yn cael ei lawrlwytho i amser rhedeg trwy'r cebl rhwydwaith ar gyfer gweithredu.
Nid yw Codesys yn adnabyddus yn Tsieina, ond mae ganddo enw da hirsefydlog yn Ewrop, yn enwedig ym maes rheolaeth ddiwydiannol. Mae llawer o gwmnïau robot y soniasom amdanynt uchod yn defnyddio ei gynhyrchion, megis Keba, Beckhoff, GOOGOL, a bron pob gweithgynhyrchydd rheolwr robot symudol.
Mae 3s, y cwmni a ddyluniodd Codesys, yn gwerthu meddalwedd yn unig, nid caledwedd. Mae angen i'r defnyddiwr ddylunio'r gylched caledwedd, ac mae 3s yn gyfrifol am borthi'r system rhedeg i galedwedd y cwsmer. Gall y system rhedeg redeg yn noeth ar y caledwedd, ond fel rheol mae'n rhedeg ar y system weithredu, a ffurfweddu'r system weithredu hefyd yw swydd y cwsmer.
Os oes angen y cwsmer, gellir addasu IDE Codesys i newid logo ac ymddangosiad y cwsmer, a dyna pam y byddwch yn gweld bod llwyfannau datblygu gwahanol weithgynhyrchwyr yn edrych yn wahanol, ond mae'r arddulliau'n gymharol debyg.
Wrth gwrs, gall defnyddwyr hefyd ddefnyddio IDEs eraill. Er enghraifft, mae Beckhoff yn defnyddio stiwdio weledol Microsoft, tra bod y llyfrgell cnewyllyn a swyddogaeth y tu ôl i'r casglwr yn dal i ddefnyddio datrysiad Codesys.
Mae gan amser rhedeg Codesys addasu cryf ac mae'n cefnogi'r mwyafrif o systemau gweithredu a phensaernïaeth sglodion caledwedd.
2.2 Egwyddor Runtime Codesys
Mae'r rhan IDE o Codesys yn rhad ac am ddim, a gallwch ei lawrlwytho o'i wefan swyddogol i'w phrofi. Y gwiriad go iawn yw system redeg y system redeg.
Ar ddechrau ei ddyluniad, rhannodd Codesys y swyddogaethau yn sawl modiwl cydran, megis pentwr protocol bysiau, rhyngwyneb gweledol, rheoli cynnig, rheoli diogelwch, ac ati. Gall defnyddwyr ddewis y modiwlau angenrheidiol i adeiladu eu system eu hunain fel blociau adeiladu, ac yn olaf ffurfio platfform meddalwedd rheoli wedi'i addasu.
Efallai y bydd rhai defnyddwyr sy'n newydd i PLC meddal yn teimlo'n anghyfarwydd â'r rhan hon, ond mewn gwirionedd mae'r dull dylunio hwn yn gyffredin iawn. Er enghraifft, mae blwch offer amser real (amser real) Matlab Simulink yn gweithio fel hyn. Mae defnyddwyr yn dylunio rhaglenni rheoli trwy lusgo a gollwng rhyngwyneb graffigol Simulink, ac yna eu lawrlwytho i'r caledwedd go iawn i'w redeg. Gallwch ddysgu amdano yma.
Mae yna hefyd y fath ffordd o ddefnyddio fel Beckhoff. Rhaglen Defnyddwyr yn Twincat IDE ac yna eu lawrlwytho i reolwr Beckhoff. Mewn gwirionedd, mae amser rhedeg wedi'i osod ymlaen llaw yn y rheolydd. Mae Siemens Step7 hefyd yn IDE, ac mae gan ei PLC hefyd amser rhedeg sy'n cyfateb.
Mae'r rhaglen PLC a ysgrifennwyd gan y defnyddiwr fel y cymhwysiad yn ein cyfrifiadur. Mae'n rhedeg ar y system rhedeg, ac mae'r system rhedeg yn rhedeg ar y system weithredu.
Mae'r system rhedeg wedi'i lleoli rhwng y cais a'r system weithredu. Felly gellir ei alw'n ganolwedd. Yn Robot Software, mae ROS, OROCOS (pecyn cymorth amser real), ac ati yn yr un sefyllfa.
Mae angen perfformiad amser real ar reolaeth robot, fel Offer Peiriant CNC, felly mae'r system weithredu a ddewiswn yn ddelfrydol yn system weithredu amser real (RTOS). Yn anffodus, nid yw'r systemau gweithredu a ddefnyddiwn yn aml yn amser real, fel Windows a Linux. Ond yn ffodus, mae rhywun wedi eu haddasu, hynny yw, ychwanegu darnau amser real.
Mae systemau gweithredu amser real a ddefnyddir yn gyffredin yn cynnwys: vxworks, qnx, windows rtx, xenomai, rt linux, linux rtai, wince, μc/OS, sylicsos, ac ati. Gan ystyried bod yna lawer o ddefnyddwyr systemau gweithredu ffenestri a linux, mae codau yn cael eu cadw'n gyfatebol.
I gael mwy o wybodaeth am amser rhedeg Codesys, gallwch ddarllen y ddogfen swyddogol [gwall prosesu mathemateg] [1] [2] [1] [2].
2.3 Anfanteision Codau
Mae Codesys yn dod â chyfleustra i'n datblygiad rheolydd ac yn arbed y drafferth inni ddechrau o'r dechrau. Fodd bynnag, mae yna lawer o anfanteision hefyd wrth ddatblygu ein cynhyrchion rheolydd ein hunain yn seiliedig ar feddalwedd fasnachol fel Codesys:
(1) Nid yw'r algorithm sylfaenol ar agor
Mae'r cydrannau rheoli cynnig a'r pentyrrau protocol bysiau sydd wedi'u hintegreiddio gan godau i gyd yn cael eu crynhoi. Ni all defnyddwyr ddeall eu manylion mewnol, ac ni allant eu haddasu a'u optimeiddio yn unol â'u hanghenion penodol. Dim ond yn syml y gallant eu galw. Dim ond ar blatfform Codesys y gall defnyddwyr ddibynnu ar y platfform Codesys a'i chael hi'n anodd ffurfio eu technoleg graidd eu hunain.
(2) swyddogaethau cyfyngedig ac anodd eu hehangu
Mae technolegau newydd a gynrychiolir gan Machine Vision, deallusrwydd artiffisial, a gyrru ymreolaethol bellach yn symud ymlaen gan lamu a ffiniau, tra bod llawer o dechnolegau mewn rheolaeth ddiwydiannol yn dal i fod yn 20 oed. Gan gymryd yr olygfa llywio mewn robot symudol fel enghraifft, mae angen i'r dull llywio sy'n seiliedig ar weledigaeth neu laser gasglu llawer iawn o ddata a'i brosesu, sy'n cynnwys llawer o gyfrifiadau matrics.
Nawr dim ond cyfrifiadau digidol un dimensiwn yn ôl y gall PLC eu cyflawni, gan ei gwneud hi'n anodd gweithredu algorithmau cymhleth. Mewn cyferbyniad ag arddull ffynhonnell agored y gymuned deallusrwydd artiffisial, mae'r gymuned reoli ddiwydiannol ar gau i'w gilydd. Nid oes unrhyw un yn barod i agor eu llyfrgelloedd swyddogaeth eu hunain. Ychydig iawn o lyfrgelloedd swyddogaeth ffynhonnell agored (Oscat). Rhaid ysgrifennu hyd yn oed yr algorithmau hidlo mwyaf sylfaenol a chyfrifiadau matrics o'r dechrau. Ar ben hynny, mae'r swyddogaethau sylfaenol a ddarperir gan safonau rhyngwladol yn rhy gyfyngedig ac ni allant addasu i senarios newydd o gwbl. Mae angen ehangu ar frys.
(3) anodd ei ddiweddaru
Oherwydd y ddibyniaeth lwyr ar godys, mae angen addasu a thrawsblannu uwchraddio caledwedd cynnyrch cwsmeriaid ei hun, gan arwain at gostau uwch.
3 datrysiad ffynhonnell agored
Ar hyn o bryd, mae yna rai datrysiadau system rheoli ffynhonnell agored, fel Beremiz, Orocos, OpenPLC, OpenRTM, ac ORCA.
Mae datblygu rheolwyr robot yn dasg drwm. Rhaid egluro cyfres o ofynion perfformiad, a'r cyntaf ohonynt yw perfformiad amser real.
Yn gyffredinol, mae perfformiad amser real yn angenrheidiol ar gyfer robotiaid diwydiannol, ond nid o reidrwydd ar gyfer robotiaid gwasanaeth neu adloniant. Mae'n hawdd i bobl gyffredin gamgymryd "perfformiad amser real" fel cyflymder prosesu neu ymateb yn gyflym, ond mewn gwirionedd mae "perfformiad amser real" yn golygu "penderfyniaeth" mewn pryd. Er enghraifft, rhaid i amser oedi ymateb ymyrraeth neu newid prosesau yn y system weithredu amser real (RTOs) fod o fewn ystod amser.
Nid yw'r systemau gweithredu a ddefnyddiwn yn gyffredin (Windows, Linux) yn systemau gweithredu amser real, oherwydd eu bod wedi'u cynllunio ar gyfer trwybwn ac ni allant warantu bod pob digwyddiad yn cael ei brosesu o fewn ystod benodol. Er enghraifft, mae cyflymder trosglwyddo Ethernet safonol yn llawer cyflymach na Ethernet Diwydiannol amser real, ond nid yw'n amser real chwaith, oherwydd ni all hefyd warantu bod data'n cael ei drosglwyddo o fewn amser penodol.
Nid yw'n anodd deall amser real, ond pa dasgau o'r robot sydd angen eu rhedeg mewn amser real? Sut i bennu'r egwyl amser ar gyfer rhedeg rhaglenni yn unol â gofynion perfformiad y robot (1ms neu 10ms)? A yw amser real yn dibynnu ar galedwedd neu feddalwedd?
Sut i ddewis caledwedd a meddalwedd benodol yn seiliedig ar amser real (braich neu x 86, linux rtai neu vxworks)? Mae yna ddiffyg trafodaeth fanwl ar yr agwedd hon ar y Rhyngrwyd, ac ni fydd gweithgynhyrchwyr robotiaid mawr yn datgelu eu prawf a'u canlyniadau arbrofol. Mae'n ymddangos bod yr agwedd hon yn dibynnu'n bennaf ar brofiad a threial a chamgymeriad.
Yma, dim ond ychydig o ddangosyddion y gallaf eu darparu. Ar hyn o bryd, mae cylch rheoli breichiau robot diwydiannol tua 1ms, a gall cylch rheoli dolen safle gyriant servo perfformiad uchel gyrraedd 125 [gwall prosesu mathemateg] mu sμs. Mae Plcopen yn diffinio rhai safonau ar gyfer rheoli servo a chynnig, gan gynnwys iaith raglennu, blociau swyddogaeth rheoli cynnig sylfaenol, paramedrau rhyngwynebau mewnbwn ac allbwn, ac ati. [Gwall prosesu mathemateg] ^{[3]}
[3] Darperir y manylion cod gweithredu penodol gan amrywiol wneuthurwyr.
