本文详细介绍了基于PC的软PLC的Kuka机器人自动包装系统

 

　　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***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***终***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***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***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***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***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。