Considérations relatives au contrôleur logique programmable (PLC) pour les cellules de robot

Utilisation de contrôleurs logiques programmables (PLC) pour les cellules de robot

Les cellules robotisées nécessitent souvent un contrôleur pour exécuter des parties de la cellule qui ne font généralement pas partie du champ de travail du robot. Un contrôleur, généralement un automate programmable (PLC), contrôle les portes axillaires, les pinces, la sécurité ou tout autre élément dont un ingénieur peut avoir besoin pour une cellule entièrement autonome.

La programmation en logique à relais est similaire aux schémas de câblage pour simplifier la conversion du schéma de câblage en programme de fonctionnement. La programmation de la logique à contacts s'exécute de manière séquentielle, ce qui permet d'effectuer certaines tâches via une chaîne de commandes dans la cellule. Ils sont également largement utilisés pour les systèmes de sécurité dans une cellule. Ils peuvent être programmés pour arrêter chaque tâche dans la cellule dès que les paramètres de sécurité dans la cellule sont rompus.

Les robots utilisent généralement un langage de programmation C et peuvent être utilisés de la même manière qu'un automate avec sécurité et E/S. Les robots, cependant, sont limités dans la quantité d'E/S qu'ils peuvent gérer, et leurs systèmes de sécurité ne sont souvent pas capables de suivre une cellule contenant une grande quantité d'E/S de sécurité.

Lorsque la cellule nécessite un automate (soit une cellule plus grande, soit une cellule avec des systèmes externes plus complexes), vous avez le choix entre de nombreux types différents. Le robot peut avoir une capacité suffisante pour contrôler l'ensemble de l'installation sur une cellule simple plus petite, et un API externe n'est pas nécessaire pour contrôler correctement la cellule. Dans ce cas, un système de cellule robotique sans automate est souvent beaucoup moins cher. Les automates programmables peuvent être des contrôleurs remarquablement simples capables de plus petites quantités d'E/S et de sécurité, ou ils peuvent contrôler d'énormes quantités de systèmes externes, moteurs, convoyeurs, sécurité, palettisation, etc.

Le prix d'un automate est directement lié à ses capacités. Les noms de marque sont également un facteur déterminant dans le coût d'un contrôleur. Certaines marques coûtent plus cher car elles peuvent offrir plus de support, une garantie plus longue ou une plus grande durabilité dans un environnement de fabrication. Voyons donc comment choisir le bon automate pour une cellule robotisée.

Comment choisir un contrôleur logique programmable (PLC) pour une cellule de robot

En ce qui concerne les variétés de contrôleurs à petites cellules, le ciel est la limite. De petits contrôleurs simples qui surveillent et exécutent des tâches simples peuvent être trouvés au prix de quelques centaines de dollars. À l'opposé, certains automates peuvent exécuter plusieurs tâches à la fois, s'occuper du système de sécurité et exécuter un grand nombre d'entrées et de sorties. Ces contrôleurs coûteront bien au-dessus de plusieurs centaines de dollars.

Figure 1. Divers contrôleurs de robot de KUKA. Image utilisée avec l'aimable autorisation de KUKA

La complexité de la petite cellule robotisée est un bon indicateur pour savoir si un simple contrôleur peut être utilisé ou si un automate plus complexe est nécessaire. Si le fabricant prévoit de mettre à niveau la cellule à l'avenir, ou s'il y a une raison pour laquelle il pourrait avoir besoin de plus d'entrées et de sorties, il est préférable d'utiliser un contrôleur avec plus de capacité que prévu. Un contrôleur surdimensionné permet plus de flexibilité au sein de la cellule à long terme, s'adaptant ainsi à tous les changements, tels que l'ajout de capteurs et d'E/S au système.

Différentes marques d'API nécessitent différents programmes logiciels, ce qui doit être pris en compte lors du choix du bon contrôleur. Par exemple, les automates Allen-Bradley sont programmés à l'aide d'un logiciel propriétaire unique aux contrôleurs Allen-Bradley.

Allen-Bradley et d'autres fabricants d'API haut de gamme ont besoin de licences et de programmeurs spécialement formés pour utiliser leur logiciel. Les automates moins chers, comme celui d'Automation Direct, sont beaucoup plus accessibles et proposent des logiciels gratuits. Cependant, un automate moins cher peut ne pas offrir un système de support technique étendu comme les marques les plus chères. Le prix dicte souvent, mais pas toujours, la durabilité de l'API. Supposons que la cellule fonctionne dans un environnement hostile. Dans ce cas, il peut être préférable de choisir un contrôleur plus cher pour des raisons de durabilité en raison de la demande physique imposée aux composants électroniques.

Outre le prix, le logiciel et la durabilité, il existe d'autres considérations lors du choix du bon automate pour une cellule robotisée.

Systèmes de sécurité des robots et autres considérations

Toutes les cellules robotiques ont besoin d'un système de sécurité, quelle que soit leur taille ou leur environnement, pour protéger les opérateurs et les autres employés de l'usine. Dans certains cas, le contrôleur du robot peut maintenir les systèmes de sécurité dans la cellule. Cependant, si la sécurité de la cellule nécessite bien plus qu'une paire de barrières immatérielles, la cellule nécessitera un système de sécurité autonome.

Figure 2. Un diagramme montrant comment un contrôleur de robot interagit avec d'autres contrôleurs. Image utilisée avec l'aimable autorisation d'Ericsson

Il s'agit généralement d'un relais de sécurité connecté à un API ou à un API avec un système de sécurité intégré. Lors de l'examen des options de système de sécurité, il est préférable de comparer la différence de prix entre un automate en tandem avec des relais de sécurité et un automate avec sécurité intégrée, car la différence de coût dépend entièrement des spécifications de la cellule.

La plupart des usines préfèrent certaines marques pour leurs besoins d'automatisation afin d'assurer l'uniformité tout au long de leur automatisation. La préférence de marque réduit les coûts en encourageant l'uniformité entre les techniciens et la programmation de maintenance, ce qui compensera probablement les économies réalisées grâce au choix d'un automate programmable moins cher. Si vous n'êtes pas satisfait du système de contrôle actuel, réfléchissez aux raisons, puis recherchez un automate mieux adapté aux besoins de la cellule.

Il y a beaucoup de choses à considérer lorsqu'on regarde un contrôleur pour accompagner une petite cellule robotique. Souvent, un contrôleur avec un prix d'achat bon marché peut finir par coûter plus cher que la différence de prix des temps d'arrêt pour la maintenance et le manque de support pour le contrôleur. S'il y a un manque d'expérience avec la programmation d'une autre marque, la courbe d'apprentissage peut être absurde. Certaines cellules robotiques peuvent même ne pas nécessiter de contrôleur séparé si elles sont assez simples ; mais, sinon, un contrôleur peut ajouter de l'efficacité et de la sécurité si nécessaire. La sécurité, la complexité, l'assistance produit et la familiarité avec la marque doivent tous être pris en compte avant de choisir un contrôleur spécifique.