Comunicazione CNC, PLC e "macchina"

[Gianluca65]

Salve a tutti, premetto che mi sono appena addentrato in questo mondo. Vedendo un podi immagini sul web, ho notato che ricorre spesso uno schema in cui viene evidenziata una comunicazione tra CNC e PLC, e tra PLC e la macchina annessa. Vorrei capire, magari tramite un esempio, quali possono essere i segnali che vengono scambiati da ciascun componente (CNC, PLC e macchina). Da quanto ho capito il PLC comanda la macchina, ad esempio l'accensione e lo spegnimento di una pompa, ma non capisco cosa potrebbe trasferire un CNC ad un PLC. Grazie mille e buona serata.

[luigi69]

Ciao Gianluca

 

ogni macchina ha un suo tipo di funzionamento e non è detto che per forza debbano esserci PLC e CN  ....

Ma in genere , per qualche motivo  ( esempio) complessità della macchina o  volere suddividere le funzioni in maniera distinta perché la macchina è costituita da diverse unità modulari di volta in volta assemblate , la comunicazione potrebbe avvenire per "confermare" determinate cose o per "procedere" a successive lavorazioni non appena viene raggiunta una quota di lavoro del controllo .

Se ci sono pochissime cosa da "comunicare" oppure ci sono marche e prodotti diversi fra di loro , la comunicazione avviene scambiando segnali digitali .

 

Pro  : semplicità , nessun protocollo da implementare o da "strutturare"

Contro : limitato numero di scambio segnali , altrimenti ci vogliono troppi ingressi o uscite dedicate

 

Se i prodotti sono compatibili fra di loro e ci sono protocolli di comunicazione uguali , la comunicazione è seriale o punto punto

 

Pro : in teoria numero illimitato di segnali da scambiare, analogici o digitali , quote , dati

Contro : più tempo nella programmazione , difficoltà con prodotti diversi per linguaggi o "dialetti" diversi

 

[lucios]

Con i controlli numerici moderni (multicanali, multigruppo, ecc.) in genere la filosofia è quella di fare tutto all'interno del CN a meno che, come dice luigi69, la complessità dell'impianto non ti porti a scelte progettuali diverse, però in questo caso i segnali di scambio vanno intesi tra PLC del CN e PLC aggiunto, quindi tutti i segnali di cui ha bisogno l'automazione specifica.

La distinzione di cui parli aveva un senso agli albori, quando i CN facevano solo i CN (interpolazione assi, interprete ISO, Jog assi, ecc.) e il PLC aggiunto faceva il resto gestendo le periferiche.

In questo caso i segnali di scambio erano dedicati principalmente agli assi (abilitazione coppie,assi e mandrino, feed-hold, blocco assi e mandrino, ecc.) e alla gestione delle funzioni M.

[stefano_]

Perdonate la piccola intromissione ma un selca 3045 secondo voi fa parte dei cn " moderni " ?

Ho proprio questo dubbio, se utilizzare il plc del cn oppure uno esterno facendoli dialogare tramite segnali digitali !

grazie

[Gianluca65]

Il mio dubbio nasce perché sto guardando un CN 31i Fanuc e vedo che CN e PMC si scambiano segnali, ma faccio fatica a intendere (sarà anche l'età) che tipo di segnali si scambiano. Mi piacerebbe capirlo con un esempio, almeno per capire la logica che ci sta dietro ed iniziare un percorso di formazione. Mi pare di aver capito che:

CN ordina, ad esempio, spostamento assi, questo viene effettuato tramite un segnale inviato al PMC che a sua volta invia un segnale alla macchina. Il PMC invia a sua volta un segnale al CN dicendo che l'operazione è stat eseguita. Correggetemi se può esserci un errore.

Grazie e buona giornata a tutti.

[luigi69]

secondo me è più facile affrontare l'argomento facendo due esempi di utilizzo :

 

Macchina utensile a tre o più assi .  E' fondamentale la precisione , il calcolo matematico dei contorni , ecc....  e l'operatore interviene su questi valori programmando il lavoro della macchina ( quote, utensili ).   L'avvio del refrigerante, tanto per dire, non richiede chissà quale tipo di automazione, e quindi verrà gestita direttamente da IN OUT del controllo .  Ma il calcolo delle quote, le misure, la passata dell'utensile, la sua velocità..sarà opera del CN

 

Linea di lavoro , comprendente più stazioni , esempio, la traslazione e la movimentazione di alcuni particolari che verranno forati in una stazione .  Ci sarà un PLC che gestirà e conterà i pezzi in arrivo , i pezzi in attesa, i nastri , le richieste della linea, se fare attesa o produzione.... poi ad un certo punto ci sarà una stazione che dovrà fare dei fori , con certe misure, con certi utensili..... Il PLC dirà al controllo  : start ciclo.. il controllo farà i fori , con i propri encoder verificherà le misure , alla fine del lavoro, se risulterà ok  darà un segnale al PLC dicendo : lavorazione Ok finita..... di li in poi si gestisce di nuovo tutto il plc...

Il plc gestirà centinaia di in out digitali, qualche analogica, magari anche un encoder...ma sarà il CN che invece si farà carico delle quote , del pilotaggio dei motori mandrino , ecc..ecc..

 

due universi che possono coesistere, ma formati ognuno per un suo lavoro "tipico"

[Gianluca65]

Luigi quando dici "...con i propri encoder verificherà le misure"mi sembra di capire che le misure vengono acquisite dunque come input dal PLC e vengono passate successivamente al CN che le elabora. Sbagliato?

[luigi69]

nononononononono   il CN  si "sobbarca" lui questo compito..perché è lui poi a comandare i motori di avanzamento e mandrino....

 

Che poi in una piccola automazione faccia questo il PLC ok...ma se parliamo di controllo numerico , parliamo di un dispositivo atto a gestire più assi e relativi motori .

 

Ma la comunicazione fra i due...se devono "parlarsi" con una quota o una misura lo faranno in seriale... se dovranno solo dirsi ok  lo faranno con alcuni in out digitali

[lucios]

Quote

Perdonate la piccola intromissione ma un selca 3045 secondo voi fa parte dei cn " moderni " ?

Ho proprio questo dubbio, se utilizzare il plc del cn oppure uno esterno facendoli dialogare tramite segnali digitali !

grazie

Certo che è moderno, però SELCA a quanto mi risulta non produce più controlli, quindi perchè hai questo 3045? Cosa ci devi fare?

Quote

Il mio dubbio nasce perché sto guardando un CN 31i Fanuc e vedo che CN e PMC si scambiano segnali, ma faccio fatica a intendere (sarà anche l'età) che tipo di segnali si scambiano. Mi piacerebbe capirlo con un esempio, almeno per capire la logica che ci sta dietro ed iniziare un percorso di formazione. Mi pare di aver capito che:

CN ordina, ad esempio, spostamento assi, questo viene effettuato tramite un segnale inviato al PMC che a sua volta invia un segnale alla macchina. Il PMC invia a sua volta un segnale al CN dicendo che l'operazione è stat eseguita. Correggetemi se può esserci un errore.

Mi sfugge però il motivo di questi tuoi dubbi: è solo un interesse "culturale" o devi lavorarci su?

Perchè la struttura di un CNC nel dettaglio non è certo un argomento che si può trattare in una discussione di un forum.

Tutti i CNC hanno funzionamenti simili nel concetto ma sono profondamente diversi tra di loro. Un Fanuc 31 e un Siemens 840D alla fine producono entrambi "trucioli" ma se guardi i manuali noterai che sono estremamente diversi.

Entrambi hanno però all'interno (semplificando molto) due ambienti o task: CN e PLC, che ovviamente si scambiano segnali virtuali necessari al funzionamento. Questi segnali virtuali sono quelli che un tempo, quando appunto i CN non possedevano PLC integrati, venivano scambiati tramite fili.

Come ho già detto prima accademicamente parlando:

Un CNC (o il task CNC dei controlli numerici attuali) fa sostanzialmente 2 cose:

- Comando e interpolazione degli assi (quindi pilotaggio degli azionamenti e retroazione di misura tramite encoder o quant'altro)

- Interprete ed esecuzione dei programmi di lavoro (tipicamente scritti in ISO).

Un PLC (o il task PLC dei controlli numerici attuali) si occupa dell'automazione dell'impianto e cioè: lettura dei sensori e pilotaggio degli attuatori.

Per quanto riguarda i segnali di scambio tra i due ambienti, ripeto, non si può esaurire la questione in toto in una discussione.

Se hai invece domande specifiche riguardo ad uno o più segnali di scambio di un determinato CNC, si può parlarne e sicuramente qualcuno qui potrà risponderti esaustivamente.

[stefano_]

Si infatti selca oramai non esiste più.

In pratica ho una fresa e vorrei applicargli un cambio utensile esterno  a 60 posti,

( attualmente ne ha uno interno a 30 !) e sto cercando di capire se ( tramite un tecnico ovviamente ) far

gestire il

tutto ( servomotori segnali ecc ) al plc del cn ( ma l'azionamento Simodrive 611 è analogico ) oppure installare un plc a bordo del cambio utensile e far gestire tutto a quest'ultimo ,

in questo caso si dovrebbero scambiare dati ( numero utensile richiesto , macchina in posizione di cambio utensile , macchina in allarme , ut presente nel mandrino ecc ecc ) in digitale !

Cosa ne pensate ?

grazie

[lucios]

Difficile rispondere...

Sul CN hai input/output e assi sufficienti per aggiungere il magazzino?

Puoi modificare agevolmente il PLC attuale?

Il magazzino aggiunto funzionerà come serbatoio del magazzino attuale o funzionerà caricando direttamente gli utensili sul mandrino?

Il magazzino aggiunto lo acquisti da qualcuno che ti può fornire anche la parte elettrica e software?

E per ultimo: hai pensato al revamping totale della macchina cambiando il CN con uno più recente e in produzione, rivedendo in toto le funzionalità?

[stefano_]

ciao lucios e grazie,

si sul cn dovrebbe esserci tutto , tranne gli I/O mna basta inserire un paio di espansioni

per quanto riguarda la modifica al plc non ci sono problemi in quanto il lavoro verrebbe fatto da un tecnico specializzato in questo,

il magazzino aggiunto sostituisce completamente quello esistente e funzionerà caricando gli ut direttamente nel mandrino sarà poi il braccio del magazzino a prelevarlo ed a riporlo nel magazzino stesso,

per quanto riguarda il nuovo magazzino la parte meccanica elettrica ed eventualmente software sara fatta da noi .... poi al momenta sarà comunque il tecnico che modificherà il plc del cn.

Se si opta per un plc esterno vorrei prevedere come già detto degli I/O digitali per scambiare info con il plc del cn ( pensavo di mettere un'interfaccia a relè ) lato cn....

Non so quale delle due potrebbe essere più conveniente,

sinceramente sono più propenso ad utilizzare un plc esterno in quanto avendo più macchine nel caso in cui vorrei realizzare un altro magazzino per un altra macchina ho già tutto pronto o quasi, basterebbe qualche piccola modifica ....

 

grazie.

 

[lucios]

Quote

Non so quale delle due potrebbe essere più conveniente,

sinceramente sono più propenso ad utilizzare un plc esterno in quanto avendo più macchine nel caso in cui vorrei realizzare un altro magazzino per un altra macchina ho già tutto pronto o quasi, basterebbe qualche piccola modifica ....

Mah, a parte questo ultimo punto sul quale conviene rifletterci, io farei tutto nel Selca, anche perchè ti toglieresti problemi hardware e di sincronismo, tra l'altro dovrai gestire anche il passaggio di grandezze numeriche (numero tasca e/o utensile) e farlo tramite fili non è il massimo. Inoltre se devi agiungere in corso d'opera qualche segnale di scambio non previsto sei agevolato.

[stefano_]

Per quanto riguarda il trasferimento del n° ut si avevo pensato a 6 bit ) quindi 6 fili piu altri sei per trasmettere l'utensile successivo da preparare.

Grazie infinite dei tuoi consigli .

ciao

[Gianluca65]

Innanzitutto grazie mille. La mia è curiosità/esigenza, dovrei aiutare un amico in un suo progetto futuro. Quando dici cheil plc si occupa del " pilotaggio degli attuatori" intendi a livello elettrico, corretto? Perchè i movimenti (posizione, velocità) sono impostati dal CN. Sbaglio ancora? Perdona le mie domande sicuramente banali, ma pian piano sto entrando in questo mondo. Grazie ancora.

[lucios]

Come attuatori intendo: elettrovalvole, teleruttori, ecc.

Gli assi sono controllati in anello di velocità e di spazio da parte del CN.

Facciamo un esempio (sempre semplificato per capire) e considerando una configurazione con assi analogici classici:

Ipotizziamo che il CN, leggendo il codice ISO, debba spostare l'asse X a quota 100 mm e che l'asse sia normalmente bloccato quando fermo.

- Per prima cosa il CNC alza un segnale di movimento al PLC

- Il PLC toglie un segnale di "fatto" al CNC che viene utilizzato come attesa a proseguire. Nel frattempo sblocca l'eventuale freno motore o il bloccaggio idraulico e da l'abilitazione all'azionamento (comunemente e impropriamente di solito detto "coppia"). Quando eseguito ridà il segnale di "fatto" al CNC.

- Il CNC a questo punto muove l'asse fino alla quota desiderata modulando il segnale analogico di riferimento direttamente all'azionamento in base alla velocità impostata, accelerazione e posizione.

- A fine movimento il CNC abbassa il segnale di movimento al CNC e l'asse viene ribloccato e all'azionamento viene tolta l'abilitazione.

 

Prendilo solo come esempio perchè adesso la fanno da padrone i pacchetti CNC+azionamenti completamente digitali, nei quali gli azionamenti sono collegati al CNC tramite appositi bus di dati, quindi molti dei segnali di scambio sono "virtuali" e il riferimento analogico non esiste più.

[Gianluca65]

Grazie lucios. Ora ti faccio una domanda specifica: anche per la gestione dell'override funziona in quel modo che hai descritto tra CNC e PLC?

[lucios]

Certamente. Alcuni CN hanno degli ingressi analogici ai quali connettere i potenziometri degli override. Adesso però in genere si usano dei commutatori rotativi digitali che possono essere connessi direttamente al CN oppure entrare nel PLC e inviati al CN tramite l'area di scambio virtuale tra i 2 ambienti.

[Gianluca65]

Esatto proprio quell'area virtuale intendevo. Ecco se riuscissi a chiarirmi questo concetto con un esempio dell'override, perchè qui davanti a me ho una funzione che penso traduca la posizione del commutatore rotativo in bit. Successivamente viene spedito un segnale "nell'area virtuale" dal plc al cnc. Molto confuso, lo so. Mi piacerebbe chiarirmi le idee di come funziona sto benedetto override rotativo, a livello di segnali. Grazie ancora.

[lucios]

Quote

perchè qui davanti a me ho una funzione che penso traduca la posizione del commutatore rotativo in bit

Ma su che cosa stai lavorando?

Non è che voglio farmi i fatti tuoi ma forse se mi spieghi cosa stai cercando di fare e a quale CN ti riferisci magari è meglio.

Perchè non è che esiste uno standard, ogni costruttore ha sviluppato diverse soluzioni.

[Gianluca65]

Non sto lavorando su nulla, sto solo guardando esempi di programma passati da un amico. E c'è un pezzo riservato alla gestione dell'override. Come ti ho già accennato il controllo è Fanuc 31i. Perdonami se non riesco ad essere più preciso e capisco che per te può essere difficile rispondere a domande se non sai con esattezza di cosa stiamo parlando. Buona giornata.

Gianluca