Выполненные проекты по Автоматизации и Электроснабжению

САУ платформы доставки

1. Наименование Системы
Полное наименование Системы: система автоматического управления платформы доставки и позиционирования роботизированных манипуляторов предназначенных для перемещения в зону поиска технологического оборудования и ремонта дефектов облицовки бассейна выдержки
Краткое наименование: САУ-ПД

2. Описание Системы
Основное предназначение САУ-ПД – осуществлять доставку роботизированного комплекса в заданные координаты в заданном режиме (с постоянной скоростью по умолчанию или с заданной скоростью).
САУ-ПД контролирует:
• положение платформы/тележки/траверсы
• скорость движения платформы/тележки/траверсы
• состояние концевых выключателей платформы/тележки/траверсы
• нагрузку на траверсе
• состояние коммуникационных средств САУ ПД
• состояние электроприводов
• состояние электромагнитных тормозов
• состояние вентиляторов обдува двигателей

3. Описание работы Системы
Переключение режимов работы осуществляется с пульта управления ДПУ-ПД трехпозиционным переключателем.
• При выборе дистанционного режима работы, включение тормозов осуществляется преобразователем частоты через реле в шкафу ШПЧ-ПД. Сухой контакт (НО) «Выключить тормоз» из ШПЧ заводится в ШС-ПД. При получении сигнала, замыкается находящийся в ШС-ПД контактор соответствующего тормоза. Управление электродвигателями происходит напрямую от преобразователя частоты. Дистанционный режим осуществляет сбор данных от датчиков и исполнительных механизмов, их обработку и обеспечивает функции управления оборудованием по заранее заложенным алгоритмам и защитам.
• При переключении в аварийный режим работы сигналы от ШПЧ/ШСАУ-ПД игнорируются. Управление осуществляется по месту от пульта управления ДПУ-ПД. При нажатии кнопки «Вперёд/назад» по любой из осей подаётся сигнал на отпускание тормозов по данным осям и замыкание пары соответствующих контакторов. При отпускании кнопки «вперёд/назад» по любой из осей снимается сигнал на отпускание тормозов и снимается сигнал на перемещение с пары контакторов. Данные с энкодеров и лазерных дальномеров поступают в ШАСУ-ПД через преобразователи частоты.
Нормальный режим
За движение по осям X, Y, Z в нормальном режиме отвечают по 2 преобразователя частоты SEW Eurodrive на каждую ось. Они осуществляют как управление двигателями, так и управление электромагнитными тормозами. Одновременно с включением двигателей и тормозов происходит и включение обдува двигателей. Показания с концевых выключателей и ОГШ, поступают на контроллер.
Аварийный режим
При выходе системы управления из строя, выполняется перевод управления платформой в аварийный режим при помощи переключателя, находящимся на ДПУ-ПД.
В аварийном режиме управление с частотных преобразователей заблокировано (сигнал «enabled» снят), сигнал на электромагнитные тормоза заводится с ШС-ПД (управление с ШСАУ-ПД заблокировано).
При этом электропитание с ПЧ не снимается, т.к. это позволяет контролировать положение платформы по всем трём осям.
При поступлении сигнала с концевых выключателей или сигнал «Слабина» с ОГШ, питание с контакторов двигателей снимается, срабатывают электромагнитные тормоза, отключается обдув двигателей. Разблокировка механических захватов осуществляется с пульта ДПУ-ПД отдельной кнопкой.
Задание координаты
По осям горизонтального перемещения платформы преобразователи частоты используют опцию DriveSync, позволяющую предотвратить проскальзывание ведомого элетропривода относительно ведущего. Таким образом, уставка положения передаётся по Modbus TCP только на ведущее устройство из пары электроприводов на одной оси. У приводов, выполняющих вертикальное перемещение, используется цепная кинематическая связь, и проскальзывание отсутствует. По этой причине этот принцип для оси Z не используется. При аварии ведомого частотного преобразователя ПЛК, считывая эту информация по протоколу Modbus TCP, подаёт дискретный выходной сигнал на ведущий ПЧ «Внешняя авария», после чего ведущий блокирует своё движение. Подключение всех ПЧ выполняется одинаково, т.е. имеется возможность перенастроить ведущий ПЧ в качестве ведомого и наоборот, при необходимости.
В случае, если ПЛК получит информацию о перекосе более заданной уставки – он подаст команду – «заблокировать платформу» как посылая соответствующую команду по протоколу Modbus TCP, так и дублируя эту команду по дискретному выходу, разрывая сигнал «Enabled».
Определение положения
Для определения положения на осях горизонтального перемещения X и Y используются лазерные дальномеры, подключаемые к частотным преобразователям. Таким образом вычисление координаты не подвержено эффекту проскальзывания, т.к. на входной канал приходит значение координаты, а не выполненных оборотов электропривода.
На преобразователи частоты контроллер ШСАУ-ПД передаёт следующие команды по протоколу Modbus TCP:
Координата уставки положения (на X1/X2, Y1/Y2, Z1 и Z2)
Скорость движения по осям (VX1/VX2, VY1/VY2, VZ1, VZ2)
Уставка «нуля» (по X1/X2, Y1/Y2, Z1, Z2)
Стоп (на X1/X2, Y1/Y2, Z1, Z2)
Фиксация платформы
Команда «зафиксировать платформу» применяется для исключения риска какого-либо движения платформы при начале роботом своей работы. После того, как робот будет доставлен в нужную позицию, оператор нажимает кнопку «зафиксировать платформу». В результате на преобразователи частоты подаётся физический сигнал «заблокировать движение» (через реле, в обход ПЛК), а также происходит наложение всех тормозов электродвигателей (также через реле, в обход ПЛК). На ШСАУ-ПД загорается жёлтый индикатор – «Платформа зафиксирована». В этом режиме никакие ошибочные действия оператора или неверные команды системы управления (например, из-за выхода из строя датчиков положения) не оказывают влияние на электроприводы и электромагнитные тормоза. Для перемещения платформы с роботом потребуется отжать кнопку «зафиксировать платформу».
Кнопка зафиксировать платформу должна быть активна в течение всего времени работы робототехнического комплекса в одной точке.
Аварийный останов
Аварийный останов можно провести с нескольких пунктов управления:
• С ДПУ-ПД, нажав красную кнопку «грибок».
• С пульта управления роботизированной платформой, нажав красную кнопку «грибок»
При аварийном останове производятся следующие действия:
• Снимается питание с контакторов за преобразователями частоты (6 шт.). Питание преобразователей частоты при этом не снимается для обеспечения контроля положения.
• Снимается питание с контакторов на линиях питания в ШС-ПД.
• Снимается питание с электромагнитных тормозов в шкафу ШС-ПД
• Подаётся дискретный сигнал в ПЛК системы управления платформой об аварийном останове (для корректности показаний).
• Со всех ПЧ снимается сигнал «Разрешение на управление (enabled)» (от кнопок аварийного останова).

Противоаварийные защиты выполняются при наступлении следующих событий:

• П1. Перекос по осям X1-X2
• П2. Перекос по осям Y1-Y2
• П4. Сигнал Слабина от ОГШ
• П5. Сигнал Перегруз по осям от ОГШ
• П6. Сигнал Авария ПЧ по любой из осей
• П7. Сигнал Авария связи с ПЧ
• П8. Сигнал Аварийный останов (по кнопке)
• П9. Сигнал Опасность соударения по любой из осей (От ПУ-РТК)
• При противоаварийной защите выполняется тот же комплекс мер, что и при аварийном останове (кроме подачи сигнала аварийного останова).

4. Основные решения
Проектом применена система автоматизации с использованием программируемого логического контроллера ProSoft Systems Regul R200.
Для обеспечения работы системы автоматизированного управления платформой доставки предусматриваются следующие шкафы управления:
• ШСАУ-ПД – шкаф системы управления платформой доставки
• ШПЧ-ПД – шкаф преобразователей частоты платформы доставки
• ШС-ПД – силовой шкаф платформы доставки
• ДПУ-ПД – дистанционный пульт управления платформой доставки
• ШУ-РК - шкаф управления робототехническим комплексом.