Поверхностный вопрос об архитектуре производственной линии

Сообщение **alexms** » 05 июн 2017, 18:02

Вопрос не от студента, но другие разделы, наверное, для более умных вопросов предусмотрены :)

Представим такую задачу. Нужно собрать комплекс, в который входят следующие компоненты: конвейерная лента, на её протяжении стоят 5 ~роботов (3х осевые манипуляторы), 20 датчиков, 2 камеры машинного зрения. Лента и манипуляторы изготавливаются с нуля.

Мне, не специалисту АСУ ТП, хотелось бы понять, какая архитектура была бы правильной/грамотной для такой системы?
То есть понятно, что так или иначе, всё это должно контролироваться центральным компьютером(сигнал к каждому из компонентов пойдёт от него). Сложность вызывает понимание того, какого уровня должно быть это управление, я вижу 2 варианта:
1. каждый из манипуляторов является относительно независимым узлом: имеет свой контроллер, который от центрального компьютера, грубо говоря, получает точку в которую должен переставить груз; то есть приходит просто строка вида "x,y,z", и контроллер, зная свою текущую точку, просчитывает то насколько нужно крутить моторы, чтобы встать в нужную точку и начинает управлять драйверами моторов.
2. манипуляторы не имеют в себе никакой ~умной электроники, а полностью управляются из центра. То есть, чтобы заставить моторы двигаться, этот центр отправляет драйверам большое количество сигналов (если взять шаговый двигатель, то в режиме микрошага 1/8, для скорости 10 оборотов в секунду, центр должен будет отправлять 10*200*8 = 16000 импульсов в секунду; если 5 роботов по 3 оси и все в движении, то частота уже 240 кГц)

Второй вариант кажется каким-то неправильным, но с другой стороны, если посмотреть на то как на автозаводах роботы собирают/сваривают машины - вот именно те участки, где сразу несколько роботов одновременно работают сообща (2-е держат, 2-е варят), то там кажется такая высокая синхронизация у них, что появляется вопрос - можно ли так синхронно работать, когда у каждого своя голова. Ну это всё рассуждения дилетанта, я был бы рад, если бы вы прокомментировали мой текст.

Ещё раз повторюсь, - хотелось бы понять, как такое реализуется, когда планируют делать всё правильно/грамотно (понятно, что первым делом находят грамотного специалиста, но хотелось бы чисто для себя прояснить). И ещё, в плане сети предполагается использовать Ethercat с оборудованием от Beckhoff (хочется заложить хороший фундамент для последующего роста линии. но если манипуляторы получаются умными(как в 1м варианте), то для них контроллеры от кого-нибудь попроще скорее всего будут).

Комплекс может состоять из одной или нескольких автономных систем. Количество и границы этих систем можно определить по технологическому процессу, например, одна система вырезает отверстия, другая система приваривает какие-нибудь уголки и т.д. Граница проходит на передаче изделия с одной системы на другую. Каждая система будет иметь отдельный ввод питания 380 В, свой ЦПУ и т.д.
Разделение комплекса на подобные системы может быть удобным - одну систему ремонтируют, остальные могут работать - в общем все преимущества независимости/автономности систем.
Разделение на системы должно быть таким, чтобы взаимодействие между ними было простым, например, последующая система передает сигнал разрешения передачи изделия предыдущей системе и все.

Что касается динамичного управления в электроприводах, то тут по-разному решают вопрос. Можно поставить специальные ЦПУ или специальные модули управления электропривода, все быстрое управление замыкается на этих ЦПУ или модулях. Часто используются специальные интерфейсы и протоколы для электроприводов. ЦПУ общего назначения управляет специализированным модулем. В общем Ethernet общего назначения не используется для быстрого управления электроприводами, здесь только "медленные" команды "вкл" и какие-нибудь переключение режимов, контроль ошибок и т.д.
Если электроприводов один-два, то можно попробовать сэкономить и управлять электроприводами с помощью ЦПУ общего назначения. Расширять такую систему особо не получится. При изменении техзадания можно пролететь.

То есть лучше манипуляторы делать умными, пусть они берут задачу быстрого управления на себя.

Синхронизация электроприводов может осуществляться за счет специальных интерфейсов и протоколов, т.е. электроприводы объединены "быстрой" сетью и имеют единый специальный модуль управления. Тут надо смотреть, что у Вас предлагаются за манипуляторы...