高度なロボットセル自動化のための必須PLC戦略

ロボットセルにおけるプログラマブルロジックコントローラ（PLC）の活用

ロボットセルでは、一般的にロボットの作業範囲外の部分を制御するコントローラーが必要です。通常プログラマブルロジックコントローラ（PLC）であるコントローラーが、補助ドア、クランプ、安全装置、またはエンジニアが完全自律セルに必要と判断したあらゆるものを制御します。

ラダーロジックプログラミングは配線図に似せており、配線図から機能するプログラムへの変換をシンプルに保ちます。ラダーロジックプログラミングは順次実行されるため、セル内で特定のタスクをコマンドチェーンを通じて完了させることが可能です。また、セルの安全システムにも広く利用されており、セル内の安全パラメータが破られた瞬間にセル内のすべてのタスクを停止するようプログラミングできます。

ロボットは一般的にC言語を使用し、安全とI/Oの面ではPLCと同様に使用できます。しかし、ロボットが処理できるI/O量には限界があり、大量の安全装置やI/Oを含むセルでは、ロボットの安全システムが追いつかないことがよくあります。

セルにPLCが必要な場合（より大規模なセル、またはより複雑な外部システムを持つセル）、選択肢は多岐にわたります。より小規模でシンプルなセルでは、ロボットがセットアップ全体を制御するのに十分な能力を持つ場合があり、外部PLCはセルを適切に制御するために不要です。この場合、PLCなしのロボットセルシステムの方が大幅に安価になります。PLCは、少量のI/Oと安全機能のみの非常にシンプルなコントローラーから、大量の外部システム、モーター、コンベア、安全、パレタイズなどを制御できるものまで幅広く存在します。PLCの価格はその能力に直結します。ブランド名もコストの決定要因です。特定ブランドは、より多くのサポート、より長い保証、製造環境でのより高い耐久性を提供するため、高価になる傾向があります。それでは、ロボットセルに適したPLCの選び方を見ていきましょう。

ロボットセル向けプログラマブルロジックコントローラ（PLC）の選び方

小型セルコントローラーのバリエーションには限りがありません。シンプルなタスクを監視・完了する小型シンプルなコントローラーは数百ドルで入手可能です。一方で、複数タスクを同時に実行し、安全システムを管理し、大量の入出力を処理できるPLCは、数千ドル以上の価格帯になります。

小型ロボットセルの複雑さは、シンプルなコントローラーで十分か、より複雑なPLCが必要かを判断する良い指標になります。将来的にセルをアップグレードする計画がある場合、または何らかの理由でより多くの入出力が必要になる可能性がある場合は、想定以上の容量を持つコントローラーを使用するのが最善です。オーバースペックなコントローラーは、センサーやI/Oの追加など、長期的にセル内の変更に対応できる柔軟性を提供します。

PLCのブランドによって必要なソフトウェアプログラムが異なるため、コントローラー選定時に考慮すべき点です。例えば、Allen-BradleyのPLCは、Allen-Bradleyコントローラー専用の独自ソフトウェアでプログラミングされます。Allen-Bradleyや他のハイエンドPLCメーカーは、ライセンスと特別に訓練されたプログラマーを必要とします。一方、Automation Directのような安価なPLCは、よりアクセスしやすく、無料ソフトウェアプログラムを提供しています。しかし、安価なPLCは高価なブランドのような広範な技術サポートシステムを提供しない可能性があります。価格はしばしば（常にではないが）PLCの耐久性を左右します。セルが過酷な環境で動作する場合、電子部品にかかる物理的要求を考慮し、耐久性のためにより高価なコントローラーを選択するのが最善かもしれません。

価格、ソフトウェア、耐久性以外にも、ロボットセル向けPLC選定には他の考慮事項があります。

ロボット安全システムとその他の考慮事項

すべてのロボットセルは、サイズや環境に関わらず、プラント内のオペレーターと他の従業員を保護するために安全システムを必要とします。場合によっては、ロボットコントローラーがセル内の安全システムを維持できます。しかし、セルの安全要件がライトカーテン1組程度を超える場合、スタンドアロンの安全システムが必要になります。

これは一般的に、安全定格リレーとPLCの組み合わせ、または安全機能統合型PLCで構成されます。安全システムオプションを検討する際、PLCと安全リレーの組み合わせと、安全統合型PLCの価格差を比較するのが最善です。コスト差はすべてセルの仕様に依存するからです。

ほとんどのプラントは、自動化ニーズに特定のブランドを好み、自動化全体で統一性を確保しています。ブランド統一は、技術者とメンテナンスプログラミングの統一性を促進し、コスト削減につながるため、より安価なPLCを選ぶことで得られる節約を相殺する可能性があります。現在の制御システムに不満がある場合、その理由を検討し、セルのニーズにより適したPLCを探すべきです。

小型ロボットセルに付随するコントローラーを検討する際には、多くの要素を考慮する必要があります。購入価格が安いコントローラーが、メンテナンスダウンタイムとサポート不足のコスト差で、結果的に高くつくことがよくあります。異なるブランドのプログラミング経験が不足している場合、学習曲線が非現実的になる可能性があります。一部のロボットセルは、十分シンプルであれば別途コントローラーを必要としませんが、そうでなければコントローラーが必要な効率と安全性をもたらします。安全性、複雑さ、製品サポート、ブランド馴染みのすべてを、特定のコントローラーを選択する前に考慮すべきです。