Automatización de una celda virtual a través de un software de simulación y un PLC físico para revisar la interacción entre los elementos virtuales y el PLC

Abstract

Este proyecto surge ante la necesidad de hacer más eficiente la integración de celdas de manufactura automatizada y obtener una validación que permita minimizar los problemas en la integración física. Por ello, este trabajo se encuentra orientado a explorar y documentar el proceso de automatización de una celda virtual mediante un PLC físico a través del intercambio de señales físicas y virtuales, práctica denominada comisionamiento virtual y que es utilizada en la industria automotriz para reducir los tiempos de puesta en marcha y detectar potenciales errores. La importancia de este trabajo radica en la interacción que existe entre los robots virtuales y el PLC real. Pues en el ambiente virtual, los robots industriales simulan las mismas capacidades de programación y configuración que se tiene en un robot real. Otro punto de igual importancia es el intercambio de señales entre el PLC y los modelos 3D de la celda. En la simulación, los herramentales virtuales pueden intercambiar señales con el PLC al igual que ocurre con los sensores y actuadores de un herramental físico. En cuando a la metodología se definieron 5 etapas, las cuales fueron documentadas de forma didáctica y detallada: 1. Construcción de la celda de manufactura a través de modelos 3D. 2. Configuración de la conexión entre el PLC y el ambiente virtual mediante un servidor OPC. 3. Configuración de la conexión: HMI-PLC-OPC-AMBIENTE VIRTUAL. 4. Automatización de la celda virtual a través del mapeo de señales físicas con las virtuales. 5. Evaluación de resultados. Como recursos físicos se empleó un PLC SIEMENS S7-300 y como recursos virtuales se utilizaron las siguientes herramientas: 1. ROBOGUIDE, como ambiente virtual de simulación para robots industriales Fanuc. 2. Autodesk Inventor, para el modelado de elementos 3D. 3. STEP 7 para la programación del PLC. 4. KEPServerEX 6 como servidor OPC. 5. LabVIEW para el desarrollo de la HMI. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, pues la interacción del PLC real con los demás elementos virtuales se realizó sin problemas en el intercambio de información. Aunque se trabajó con aplicaciones de software y hardware de proveedores diferentes, la tecnología OPC para el intercambiar información resultó ser clave fundamental para este trabajo. En nuestro escenario, no se tiene un robot físico para corroborar que la respuesta de señales es la misma. Sin embargo, los problemas arrojados por los robots virtuales se resuelven según lo descrito en los manuales de operación de los robots industriales reales.