Nghiên cứu về truyền thông PROFINET thời gian thực và điều khiển phối hợp hai robot KUKA KR6 R700 Z200 bằng PLC SIMATIC S7-1200 = A study of real-time PROFINET communication and coordinated control of dual KUKA KR6 R700 Z200 robots using SIMATIC S7-1200 PLC

Abstract

Nghiên cứu này trình bày việc xây dựng và kiểm chứng một hệ thống truyền thông PROFINET Real-Time (RT) nhằm điều khiển phối hợp hai robot SCARA KUKA KR6 R700 Z200 sử dụng PLC SIMATIC S7-1200 trong một cell làm việc có băng tải chung. Hệ thống được triển khai dựa trên kiến trúc PROFINET với PLC đóng vai trò IO-Controller và các robot SCARA hoạt động như IODevice, giao tiếp thông qua bộ điều khiển KRC5 micro và giao diện Auto-External. Quá trình cấu hình được thực hiện bằng phần mềm TIA Portal và KUKA WorkVisual, bao gồm nhập tệp GSDML, ánh xạ tín hiệu I/O chu kỳ và thiết lập thời gian cập nhật mạng. Cơ chế điều phối dựa trên token trong PLC được sử dụng để đảm bảo hai robot vận hành luân phiên, tránh chồng lấn vùng làm việc và duy trì thông lượng ổn định. Hiệu năng hệ thống được đánh giá thông qua phép đo độ trễ khứ hồi (ping-pong) và phân tích telegram PROFINET RT bằng Wireshark. Kết quả cho thấy độ trễ truyền thông trung bình khoảng 8 ms và jitter nhỏ hơn 2 ms trong quá trình vận hành đồng thời của hai robot. Các kết quả này chứng minh rằng PROFINET RT cung cấp khả năng truyền thông mang tính quyết định và đủ độ ổn định để điều phối nhiều robot SCARA trong các cell sản xuất nhỏ gọn.