XXI. Országos Ajtonyi István Irányítástechnikai Programozó Verseny 2015. április 10. Pécs 2. Technológiai Programozó Feladat Feladatkiírás
Tartalomjegyzék 1. I/O Lista... 3 2. Általános információk... 4 3. Technológia bemutatása... 4 3.1 Robotkar... 4 3.2 Transzporter... 6 3.3 Magasraktár... 6 3.4 Soros kommunikáció... 8 3.5 Állapotjelző lámpa... 8 3.6 Vészstop... 8 4. A feladat... 9 4.1 Kiinduló állapot... 9 4.3 Értékelés (javaslat)... 9
1. I/O Lista 1. IN 0 Vész Stop (bontó) 2. IN 1 Nyugtázás 3. IN 2 Magasraktár Motion Complete 4. IN 3 Robotkar Motion Complete 5. IN 4 Transzporter Motion Complete 6. IN 5 Magasraktár Üzemkész 7. IN 6 Robotkar Üzemkész 8. IN 7 Transzporter Üzemkész 9. IN 8 Magasraktár 3. Oszlop Érzékelő 10. IN 9 Magasraktár 2. Oszlop Érzékelő 11. IN 10 Magasraktár 1. Oszlop Érzékelő 12. IN 11 Magasraktár Villa Kitolva Érzékelő 13. IN 12 Magasraktár Villa Behúzva Érzékelő 14. IN 13 Munkadarab információ 0. Bit 15. IN 14 Munkadarab információ 1. Bit 16. IN 15 Soros Port 17. OUT 0 Magasraktár Villa Jobbra 18. OUT 1 Magasraktár Villa Balra 19. OUT 2 Magasraktár Villa 2. Pozíció Stopper 20. OUT 3 Magasraktár Villa Behúz 21. OUT 4 Magasraktár Villa Kitol 22. OUT 5 Sárga Lámpa 23. OUT 6 Zöld Lámpa 24. OUT 7 Robotkar Megfogó 25. OUT 8 Magasraktár Start 26. OUT 9 Robotkar Start 27. OUT 10 Transzporter Start 28. OUT 11 Munkadarab információ lekérdezés 29. OUT 12 Record Select 3. Bit 30. OUT 13 Record Select 2. Bit 31. OUT 14 Record Select 1. Bit 32. OUT 15 Record Select 0. Bit 33. +24V / 4A 34. GND
2. Általános információk A technológia egy szervótranszporterre szerelt, robotkarral kiegészített négyszintes magasraktár rendszer. A raktárban szintenként három paletta található, melyek négy munkadarabot tárolhatnak. Az eszközök védelmét egy ellen PLC-vel biztosítottuk, mely kommunikál a robotvezérlővel és az E-drive-okkal. A versenykábel is erre a PLC-re csatlakozik, így 16 DI-on/16 DO-on keresztül vezérelhető a technológia. 3. Technológia bemutatása A feladat célja a magasraktárban tárolt termékek megrendelés szerint történő kitárolása. A technológia két fő részre osztható: magasraktár, robotkar. A megrendelés a rendszer inicializációja után 2 Baud-os sebességgel soros kommunikációval kerül kiküldésre. Ezután a feladat választott nehézségi szintjétől függően, a megfelelő paletták felvétele következik. A rajtuk található termékek típusa lekérdezhető, majd azok a megfelelő pozícióba kézbesítendők. 3.1 Robotkar A robotkar rekord-select üzemmódban működik, amely annyit jelent, hogy a kívánt pozíció megadása utána a mozgás egy START jellel indítható. A mozgás állapotáról a Robotkar Motion Complete bitje ad felvilágosítást, mozgás megkezdésekor alacsony, befejezésekor magas szintre vált. Az inicializálást 0 pozícióba történő mozgatással végezhetjük el. Sikeres inicializálást követően a Robotkar Üzemkész magas szintre vált. A termékek felvétele és lerakása kötött sorrendű pozíciók felvételével valósítható meg. A munkadarab megfogása egy pneumatikus aktuátorral történik. I/O lista: IN 3 IN 6 OUT 7 OUT 9 OUT 12 OUT 13 OUT 14 OUT 15 Robotkar Motion Complete Robotkar Üzemkész Robotkar Megfogó (0-nyitva; 1-zárva) Robotkar Start Record Select 3. Bit Record Select 2. Bit Record Select 1. Bit Record Select 0. Bit
Termék felvétele: 0-s pozícióból indulva a kívánt termék fölé visszük a megfogót, majd ezután lefelé mozgatjuk és megfogás után ugyanezen a pályán térünk vissza a kezdeti állapotba. Pl: paletta bal felső (felül nézet) korongjának felvétele: POS 0 POS 3 POS 2 megfogás POS 3 POS 0 paletta jobb felső (felül nézet) korongjának felvétele: POS 0 POS 5 POS 4 megfogás POS 5 POS 0 paletta bal alsó (felül nézet) korongjának felvétele: POS 0 POS 7 POS 6 megfogás POS 7 POS 0 paletta jobb alsó (felül nézet) korongjának felvétele: POS 0 POS 9 POS 8 megfogás POS 9 POS 0 Termék felvétele csak abban az esetben lehetséges, ha a magasraktár transzportere 1-es pozícióban, és a rajta található szán (paletta emelő) jobboldali végállásban, kihúzott villával áll. Hibás vezérlés esetén a robot nem hajtja végre a parancsot, amit az állapotjelző lámpa piros fénye is jelez. Pozíció Rec.Sel. 3 Rec.Sel. 2 Rec.Sel. 1 Rec.Sel. 0 Leírás 0 0 0 0 0 Alaphelyzet 2 0 0 1 0 Bal felső (1.) korong 3 0 0 1 1 POS 2 felett 4 0 1 0 0 Jobb felső (2.) korong 5 0 1 0 1 POS 4 felett 6 0 1 1 0 Bal alsó (3.) korong 7 0 1 1 1 POS 6 felett 8 1 0 0 0 Jobb alsó (4.) korong 9 1 0 0 1 POS 8 felett 10 1 0 1 0 Lerakási pozíció 11 1 0 1 1 POS 10 felett Termék lerakása a robotkar 0. 10. elenged 11. 0. pozíciókba történő mozgatásával oldható meg. A kívánt lerakási pozíció elérését a robot transzportere biztosítja.
3.2 Transzporter A robotkar inicializálását követően a transzporterét kell elvégezni - mely szintén rekord-select üzemmódban működik a 0. pozícióba történő mozgatással. Sikeres inicializálást a Transzporter Üzemkész magas állapota jelzi. A transzporter mozgatása csak alaphelyzetbe állított robotkarral lehetséges, ellenkező esetben hibajelzést kapunk és a mozgás nem történik meg. A pozíciókat itt is a Rekord-select bitekkel adhatjuk meg, a mozgást a Transzporter start kimenettel indíthatjuk, állapotáról a Transzporter Motion Complete ad visszajelzést. Pozíció Rec.Sel. 3 Rec.Sel. 2 Rec.Sel. 1 Rec.Sel. 0 Leírás 0 0 0 0 0 Inicializálás 1 0 0 0 1 1. lerakási pozíció 2 0 0 1 0 2. lerakási pozíció 3 0 0 1 1 3. lerakási pozíció 4 0 1 0 0 4. lerakási pozíció 5 0 1 0 1 5. lerakási pozíció 6 0 1 1 0 6. lerakási pozíció 7 0 1 1 1 Magasraktár felvételi pozíció 3.3 Magasraktár A magasraktár működése két fő részre bontható, a függőleges mozgatást E-drive-val, a vízszintest pneumatikával vezéreljük. Az inicializálást a magasraktár szervó hajtásával kell folytatni, a már előzőekben leírt módon, 0-s pozícióba történő mozgatással (Rec.Sel.0-3, magasraktár start, Magasraktár Motion Complete, Magasraktár üzemkész). A magasraktár mozgatása szintén csak alaphelyzetben álló robotkarral lehetséges. Pozíció Rec.Sel. 3 Rec.Sel. 2 Rec.Sel. 1 Rec.Sel. 0 Leírás 0 0 0 0 0 Inicializálás 1 0 0 0 1 Robotkar kiszolgálási pozíció 2 0 0 1 0 1. szint alsó pozíció 3 0 0 1 1 1. szint felső pozíció 4 0 1 0 0 2. szint alsó pozíció 5 0 1 0 1 2. szint felső pozíció 6 0 1 1 0 3. szint alsó pozíció 7 0 1 1 1 3. szint felső pozíció 8 1 0 0 0 4. szint alsó pozíció 9 1 0 0 1 4. szint felső pozíció
A vízszintes pozicionálásért egy pneumatikus szán, két fix, és egy kapcsolható ütköző felel. A szán vezérlését egy 5/2-es bistabil pneumatikus szelep végzi. ( Magasraktár Villa Jobbra Balra ) a közbenső megállítást a Magasraktár Villa 2. Pozíció Stopper aktiválásával érhetjük el, melyet 5/2- es monostabil szelep vezérel. A stoppert jobboldali pozícióból balra mozgatással kell megközelíteni, ellenkező esetben a szán megakadhat, és hibajelzést kapunk. A véghelyzetek eléréséről három pozícióérzékelő ad jelet. Magasraktár 3. Oszlop Érzékelő - jobboldal Magasraktár 2. Oszlop Érzékelő - közép Magasraktár 1. Oszlop Érzékelő baloldal Paletta felvétele: A villát megfelelő pozícióba történő mozgatás után (alsó pozíciók) kitoljuk (5/2 bistabil pneumatikus szelep) Magasraktár Villa Kitol, ezután felső pozícióba emeljük és visszahúzzuk Magasraktár Villa Behúz. Paletta visszahelyezése: Értelem szerűen az előző lépéssorozat fordított végrehajtásával valósítható meg. Koronginformáció lekérdezése: A felvett palettán lévő munkadarabok típusa egyesével lekérdezhető. A Munkadarab információ lekérdezés kimenet 1 -be állításával a Rekord Select bitek segítségével címezhető meg a munkadarab, és a Munkadarab információ 0.-1.Bit -en érkező jelek segítségével azonosíthatóak azok. Rec.Sel.0 Rec.Sel.1 Rec.Sel.2 Rec.Sel.3 Pozíció 1 0 0 0 1. (Bal felső) 0 1 0 0 2. (Jobb felső) 0 0 1 0 3. (Bal alsó) 0 0 0 1 4. (Jobb alsó) Munkadarab információ 1. Munkadarab információ 0. Típus 0 0 Üres 0 1 Piros 1 0 Ezüst 1 1 Fekete Ezen információk mindig a kezdeti állapotot mutatják, ha már levettünk egy munkadarabot és újra lekérdezzük a pozícióját, akkor a kezdetben ott lévő termék információit kapjuk vissza.
3.4 Soros kommunikáció A technológia sikeres inicializálása után az ellen PLC a soros kommunikáció bemeneten keresztül küldi át a kívánt kitárolási sorrendet. Start Bit 0. bit 1. bit.. 10. bit 11. bit Stop bit Bitidő 500ms, aktív állapot a magas szint. Lerakási pozíció MSB LSB 1 1. bit 0. bit 2 3. bit 2. bit 3 5. bit 4. bit 4 7. bit 6. bit 5 9. bit 8. bit 6 11. bit 10. bit MSB LSB Típus 0 0 Üres 0 1 Piros 1 0 Szürke 1 1 Fekete 3.5 Állapotjelző lámpa Inicializálás alatt a Sárga lámpa 1hz-es frekvencián 50%-os kitöltéssel villog. Sikeres inicializálás után Zöld lámpa világít, Sárga világít, ha nincs mozgás, mozgás közben villog. Vészstop esetén Sárga és Zöld lámpák felváltva villognak. 3.6 Vészstop A vészgomb megnyomásakor a lámpáknak azonnal reagálniuk kell és az aktuális mozgás befejezése után a technológia mozdulatlan marad. A vészgomb feloldása és nyugtázás után a folyamatnak folytatódnia kell.
4. A feladat 4.1 Kiinduló állapot A vészgomb inaktív (nincs megnyomva). A folyamat csak a Nyugtázó gomb megnyomására indulhat. A technológia inicializálatlan állapotban van. Magasraktár feltöltése: 4. sor (felső) 1. paletta 4db piros, 2. paletta 2db piros, 3. paletta 1 db piros termék. 3. sor 1. paletta 4db ezüst, 2. paletta 2db ezüst, 3. paletta 1 db ezüst termék. 2. sor 1. paletta 4db fekete, 2. paletta 2db fekete, 3. paletta 1 db fekete termék. 1. sor (alsó) mindegyik palettán 1-1-1 piros, ezüst és fekete termék. A nem teli palettákon a termékek elhelyezése véletlenszerű. 4.2 Megvalósítás Jelzőlámpa kezelése Inicializálás (robot, transzporter, magasraktár) Soros kommunikáció / adat fogadás Paletta felvétel Termék típus lekérdezés Kitárolás Vészstop 4.3 Értékelés (javaslat) Maximális pontszámot ér az a feladat, amelynél minden rendeltetésszerűen működik és nem a tele palettákat használja. (100%) Minden rendeltetés szerűen működik, de a kitároláshoz a teli palettákat használja. (75%) Az előre megadott kitárolási sorrend esetén a sorrend a következő: (50%) 1. fekete 2. üres 3. piros 4. ezüst 5. üres 6. piros