První řídicí jednotka GM1 pro řízení polohy a pohybu od firmy Panasonic

Jednotka pro řízení polohy a pohybu (motion control) GM1 od firmy Panasonic dokáže synchronně řídit až 32 os, a je proto kompaktním řešením vhodným i pro složité úlohy vyskytující se při navrhování strojů a strojních zařízení.

V květnu 2022 uvedla společnost Panasonic Industry na trh svou první jednotku pro řízení polohy a pohybu GM1. Našim čtenářům byla představena krátkým článkem v čísle 5-6 (str. 4, https://bit.ly/3Xw57di). Pojďme se nyní blíže podívat na její parametry a možnosti využití.

Řídicí jednotka GM1 (obr. 1) kombinuje vlastnosti regulátoru polohy a pohybu s funkcemi PLC s dobou odezvy 0,5 ms. Umožňuje polohování, regulaci rychlosti a momentu a obsahuje komunikační moduly, I/O moduly a vysokofrekvenční čítač – vše v jedné kompaktní jednotce.

To je první výhoda jednotky GM1: protože všechny funkce jsou integrovány do řídicí jednotky, konstruktéři prostorově úsporným řešením „vše v jednom“ šetří místo v rozváděči. Současně se tím také zjednodušuje údržba a šetří náhradní díly, které je třeba mít skladem.

Základní parametry a funkce

Díky příkazovým cyklům PLC s dobou odezvy 0,5 ms je GM1 dokonalým řešením i pro náročné úlohy. Jako jednotka řízení polohy a pohybu obsahuje regulaci polohy, rychlosti a momentu. Umožňuje dvou- nebo tříosou interpolaci. Ve srovnání s běžným PLC je jednotka GM1 speciálně vybavena pro řízení vysoce dynamických pohybových úloh, jako jsou rotační pila, letmé nůžky, etiketování, dopravníky, paletizátor, jeřáb, pohyb vačky nebo ovládání pomocí tiskových značek.

Jednotka má šestnáct vstupů a výstupů. Výstupy jsou tranzistorové, PNP/NPN. Jednotka má rovněž vestavěný dvoukanálový vysokorychlostní čítač (4 MHz/8 MHz) a čtyřkanálový PWM výstup (100 kHz).

Tam, kde tento počet vstupů a výstupů nestačí, je možné připojit až patnáct I/O jednotek, každou s 64 digitálními I/O. Kromě toho lze jednotku rozšířit také o analogové vstupy (osm kanálů) a výstupy (čtyři kanály) nebo pulzní výstup pro až čtyři osy.

Z hlediska komunikace do nadřazené úrovně řízení jsou k dispozici dva nezávislé ethernetové porty pro protokoly EtherNet/IP nebo Modbus-TCP. Dále je k dispozici výstup RS-232, např. pro Modbus-RTU.

Paměť jednotky GM1 pro programy má kapacitu 16 MB, pro hodnoty proměnných 16 MB. Paměťový slot umožňuje kapacitu paměti rozšířit kartou SD o kapacitě do 32 GB.

Pro integraci do prostředí chytrých továren nebo IIoT je jednotka GM1 vybavena kromě funkcí FTP klient/server i funkcí OPC UA Server.

Programování a nastavování parametrů

K programování jednotky GM1, editování a nahrávání programů se využívá programovací nástroj GM Programmer. Programy lze vytvářet ve všech jazycích podle normy IEC 61131-3. Využít je možné i G-kódy známé z programování CNC strojů.

Pro jednotku GM1 je k dispozici knihovna předem připravených aplikačních funkčních bloků (AFB – Application Function Block), které umožňují rychlé a snadné nastavení vybraných funkcí. Když si programátor vybere funkční blok, funkce Function Block Guidance zobrazí podrobnosti o parametrech tohoto bloku. To usnadňuje programování a snižuje riziko programátorských chyb.

Speciálně pro programování vaček je k dispozici Cam Editor s intuitivním grafickým uživatelským rozhraním pro nastavení křivky vačky.

K odladění a uvedení do provozu je možné využít off-line simulaci s nástroji nastavení časování a sledování pohonů. Díky tomu lze zkrátit dobu vývoje a urychlit uvedení aplikace do provozu.

GM1 zároveň obsahuje integrovaný nástroj pro konfiguraci parametrů všech připojených servopohonů prostřednictvím softwaru Panaterm Lite for GM.

Programovací a parametrizační software spuštěný na osobním počítači komunikuje s jednotkou GM1 prostřednictvím rozhraní USB.

Využití

Jednotka GM1 je vhodná pro řízení polohy a pohybu v úlohách, kde je zásadní velká přesnost a rychlost pohybu a přesná synchronizace os. Jde např. o tvářecí lisy, vstřikovací lisy a jiné obráběcí a tvářecí stroje, stroje na výrobu polovodičových součástek nebo LCD, roboty, balicí stroje a nebo tiskové stroje. V provedení s protokolem EtherCAT dokáže GM1 synchronně řídit až 32 reálných os (verze RTEX řídí až šestnáct os; obr. 2).

Jednotka GM1 je plně kompatibilní s celým sortimentem automatizace od firmy Panasonic Industry, jako jsou PLC, snímače a servomotory řad Minas A6 a Minas A6 Multi.

Závěr

V moderním průmyslu hraje rozhodující roli produktivita, ale také snižování energetické náročnosti. V sortimentu firmy Panasonic je široká nabídka servopohonů vhodných pro méně náročné i vysoce dynamické úlohy a též pro mobilní aplikace se stejnosměrnými motory. Nová jednotka GM1 pro řízení polohy a pohybu tento sortiment vhodně doplňuje.

[Tisková zpráva First Motion Controller GM1 launched by Panasonic Industry, květen 2022, a další materiály firmy Panasonic Industry.]

Petr Bartošík

Obr. 1. Kompaktní řídicí jednotka pro řízení polohy a pohybu GM1 (https://youtu.be/54iEwRGTEK0)

Obr. 2. Schéma možného využití jednotky GM1