Estrategias esenciales de PLC para automatización avanzada de celdas robóticas

Uso de controladores lógicos programables (PLC) para celdas robóticas

Las celdas robóticas a menudo requieren un controlador para ejecutar partes de la celda que no están generalmente en el alcance de trabajo del robot. Un controlador, usualmente un controlador lógico programable (PLC), controla puertas auxiliares, abrazaderas, seguridad, o cualquier otra cosa que un ingeniero pueda necesitar para una celda totalmente autónoma.

La programación en lógica de escalera es similar a diagramas de cableado para mantener la conversión del diagrama de cableado al programa funcionando simple. La lógica de escalera se ejecuta secuencialmente, lo que hace posible que ciertas tareas se completen a través de una cadena de comandos en la celda. También se utilizan ampliamente para los sistemas de seguridad en una celda. Pueden programarse para detener cada tarea en la celda tan pronto como se rompen los parámetros de seguridad en la celda.

Los robots generalmente usan un lenguaje de programación C y pueden usarse de manera similar a un PLC con seguridad y E/S. Sin embargo, los robots están limitados en la cantidad de E/S que pueden manejar, y sus sistemas de seguridad a menudo no son capaces de mantenerse al día con una celda que contiene una gran cantidad de seguridad o E/S.

Cuando la celda requiere un PLC, ya sea una celda más grande o una celda con sistemas externos más complejos, hay muchos tipos diferentes para elegir. El robot puede tener suficiente capacidad para controlar todo el conjunto en una celda pequeña y simple, y un PLC externo es innecesario para controlar la celda adecuadamente. En este caso, un sistema de celda robótica sin PLC es a menudo mucho más barato. Los PLC pueden ser controladores notablemente simples capaces de cantidades menores de E/S y seguridad, o pueden controlar grandes cantidades de sistemas externos, motores, transportadores, seguridad, paletizado, etc.

El precio de un PLC está directamente relacionado con sus capacidades. Los nombres de marca también son un factor determinante en el coste de un controlador. Ciertas marcas cuestan más porque pueden ofrecer más soporte, una garantía más larga o más durabilidad en un entorno de fabricación. Así que, profundicemos en cómo elegir el PLC adecuado para una celda robótica.

Cómo elegir un controlador lógico programable (PLC) para una celda robótica

Cuando se trata de variedades de controladores de celdas pequeñas, el cielo es el límite. Controladores pequeños y simples que monitorizan y completan tareas simples pueden encontrarse a precios de unos pocos cientos de dólares. En el otro extremo del espectro, algunos PLC pueden ejecutar varias tareas a la vez, cuidar el sistema de seguridad y ejecutar un gran número de entradas y salidas. Estos controladores tendrán un precio bien por encima de varios cientos de dólares.

Figura 1. Varios controladores robóticos de KUKA. Imagen cortesía de KUKA

La complejidad de la pequeña celda robótica es un buen indicador de si se puede usar un controlador simple o si es necesario un PLC más complejo. Si el fabricante planea actualizar la celda en el futuro, o si hay alguna razón por la que podría necesitar más entradas y salidas, es mejor usar un controlador con más capacidad de la anticipada. Un controlador sobredimensionado permite más flexibilidad dentro de la celda a largo plazo, acomodando así cualquier cambio, como agregar sensores y E/S al sistema.

Diferentes marcas de PLC requieren diferentes programas de software, algo a considerar al elegir el controlador adecuado. Por ejemplo, los PLC Allen-Bradley se programan usando software propietario único para controladores Allen-Bradley.

Allen-Bradley y otros fabricantes de PLC de alta gama requieren licencias y programadores especialmente entrenados para usar su software. Los PLC menos costosos, como uno de Automation Direct, son mucho más accesibles y ofrecen programas de software gratuitos. Sin embargo, un PLC más barato puede no ofrecer un sistema de soporte técnico extenso como las marcas más caras. El precio a menudo, pero no siempre, dicta la durabilidad del PLC. Supongamos que la celda opera en un entorno hostil. En ese caso, puede ser mejor elegir un controlador más caro por el bien de la durabilidad debido a la demanda física impuesta a los componentes electrónicos.

Además del precio, software y durabilidad, hay otras consideraciones al elegir el PLC adecuado para una celda robótica.

Sistemas de seguridad robóticos y otras consideraciones

Todas las celdas robóticas necesitan un sistema de seguridad independientemente del tamaño o entorno para proteger a operadores y otros empleados en la planta. En algunas instancias, el controlador del robot puede mantener los sistemas de seguridad en la celda. Sin embargo, si la seguridad de la celda requiere mucho más que un par de cortinas de luz, la celda requerirá un sistema de seguridad independiente.

Figura 2. Un diagrama que muestra cómo un controlador robótico interactúa con otros controladores. Imagen cortesía de Ericsson

Esto generalmente consiste en un relé de seguridad conectado a un PLC o un PLC con un sistema de seguridad integrado. Al considerar opciones de sistema de seguridad, es mejor comparar la diferencia de precio entre un PLC en tándem con relés de seguridad y un PLC con seguridad integrada porque la diferencia de coste depende de las especificaciones de la celda.

La mayoría de las plantas prefieren ciertas marcas para sus necesidades de automatización para asegurar uniformidad en toda su automatización. La preferencia de marca reduce costes al fomentar la uniformidad entre técnicos y programación de mantenimiento, lo que probablemente compensará el ahorro de elegir un PLC más barato. Si está insatisfecho con el sistema de control actual, considere las razones y luego busque un PLC que se adapte mejor a las necesidades de la celda.

Hay muchas cosas a considerar al buscar un controlador para acompañar una pequeña celda robótica. A menudo, un controlador con un precio de compra barato puede terminar costando más que la diferencia en el precio del tiempo de inactividad por mantenimiento y falta de soporte para el controlador. Si hay falta de experiencia con la programación de una marca diferente, la curva de aprendizaje puede ser absurda. Algunas celdas robóticas pueden ni siquiera requerir un controlador separado si son lo suficientemente simples; pero, si no, un controlador puede añadir eficiencia y seguridad donde sea necesario. Seguridad, complejidad, soporte del producto y familiaridad con la marca deben considerarse todos antes de elegir un controlador específico.