智能制造生產(chǎn)管理與控制（中級(jí)）課件 6.1.1 PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口

智能制造系統(tǒng)交互控制PLC與工業(yè)機(jī)器人通信編程目錄一、PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口二、工業(yè)機(jī)器人通信控制程序設(shè)計(jì)三、編寫與工業(yè)機(jī)器人通信程序四、PLC與工業(yè)機(jī)器人交互及測(cè)試PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口一、PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口PLC通信指令PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口通信數(shù)據(jù)解析PLC通信指令TCP/IP通信PLC作為高度集成化的工業(yè)裝備，通常都支持多種外部通信方式，需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景來選擇。TCP/IP傳輸協(xié)議，是在網(wǎng)絡(luò)的使用中的最基本的通信協(xié)議。使用TCP通訊建立連接時(shí)采用客戶端服務(wù)器模式，這種模式又常常被稱為主從式架構(gòu)，屬于一種網(wǎng)絡(luò)通訊架構(gòu)，將通訊的雙方以客戶端（Client）與服務(wù)器(Server)的身份區(qū)分開來。在本項(xiàng)目PLC與工業(yè)機(jī)器人的通信中，PLC作為服務(wù)器，工業(yè)機(jī)器人作為客戶端主動(dòng)建立連接，PLC及工業(yè)機(jī)器人通信地址如下表所示。單元名稱IP地址端口連接方式工業(yè)機(jī)器人192.168.8.103無主動(dòng)PLC192.168.8.102001被動(dòng)PLC通信指令通信指令PLC與工業(yè)機(jī)器人通信使用開放式通信下的TSEND_C和TRCV_C指令。TSEND_C用來設(shè)置并建立通信連接并通過現(xiàn)有通信連接發(fā)送數(shù)據(jù)TRCV_C用來設(shè)置并建立通信連接并通過現(xiàn)有通信連接接收數(shù)據(jù)PLC通信指令TSEND_C和TRCV_C指令功能塊參數(shù)及說明如下。TSEND_CTRCV_C參數(shù)名稱說明參數(shù)名稱說明EN功能塊使能EN功能塊使能REQ在上升沿啟動(dòng)發(fā)送作業(yè)EN_R在上升沿啟動(dòng)發(fā)送作業(yè)CONT0：斷開通信連接

1：建立并保持通信連接CONT0：斷開通信連接

1：建立并保持通信連接LEN通過作業(yè)發(fā)送的最大字節(jié)數(shù)LEN通過作業(yè)發(fā)送的最大字節(jié)數(shù)CONNECT指向連接描述結(jié)構(gòu)的指針（此處單擊功能塊右上角的“開始組態(tài)”進(jìn)入組態(tài)即可）ADHOCTCP協(xié)議選項(xiàng)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式DATA指向發(fā)送區(qū)的指針，該發(fā)送區(qū)包含要發(fā)送數(shù)據(jù)的地址和長(zhǎng)度CONNECT指向連接描述結(jié)構(gòu)的指針（此處單擊功能塊右上角的“開始組態(tài)”進(jìn)入組態(tài)即可）ADDR包含指向系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型TADDR_Param的指針DATA指向發(fā)送區(qū)的指針，該發(fā)送區(qū)包含要發(fā)送數(shù)據(jù)的地址和長(zhǎng)度COM_RST重置連接：0：不相關(guān)1：重置現(xiàn)有連接ADDR包含指向系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型TADDR_Param的指針——COM_RST重置連接：0：不相關(guān)1：重置現(xiàn)有連接通信指令PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口在生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)中，工業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互及其相關(guān)接口的設(shè)計(jì)尤為重要，PLC通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人建立通信，通信接口是雙方建立通信的重要窗口。PLC向機(jī)器人發(fā)送的信息及接收機(jī)器人的信息都需要通過接口來具體反映，數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)就成為建立通信過程中的重要步驟。數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)需要根據(jù)對(duì)象的功能需求來設(shè)計(jì)相應(yīng)的接口。接口在實(shí)際使用中對(duì)于一些異常數(shù)據(jù)或者附加數(shù)據(jù)要能夠一并處理，這就要求數(shù)據(jù)接口具有容錯(cuò)性以及靈活性。數(shù)據(jù)接口PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口PLC數(shù)據(jù)接口分為輸入輸出兩類，輸入數(shù)據(jù)包含機(jī)器人發(fā)送過來的運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)包含PLC要發(fā)送的運(yùn)行指令等數(shù)據(jù)。輸入輸出數(shù)據(jù)可在PLC中建立數(shù)據(jù)塊來完成，分別存放PLC發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)，可命名為DB_PLC_STATUS和DB_RB_CMD，對(duì)應(yīng)輸出狀態(tài)和接收命令。DB_PLC_STATUS作為發(fā)送給工業(yè)機(jī)器人的數(shù)據(jù)塊，包含對(duì)工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作命令、倉(cāng)庫物料等信息。具體定義如表所示。數(shù)據(jù)接口定義名稱數(shù)據(jù)類型說明RbtControlCmdInt工業(yè)機(jī)器人控制字RbtTeachNoInt示教號(hào)LoadAllowInt上料允許AssemblePos1Int裝配位置1AssemblePos2Int裝配位置2StorePosInt倉(cāng)庫位置DiviceNoInt取料設(shè)備編號(hào)WpTypeInt工件類型PLC自定義數(shù)據(jù)realArray[0..15]ofReal

預(yù)留16個(gè)real型自定義數(shù)據(jù)庫位物料Array[0..5]ofUSInt

倉(cāng)庫料況庫位信息Array[0..5]ofUSInt物料信息旋轉(zhuǎn)供料系統(tǒng)狀態(tài)

Int旋轉(zhuǎn)供料系統(tǒng)狀態(tài)旋轉(zhuǎn)供料指令執(zhí)行反饋

Int旋轉(zhuǎn)供料指令反饋相機(jī)狀態(tài)

Array[0..15]ofInt相機(jī)控制字相機(jī)數(shù)據(jù)

Array[0..15]ofReal相機(jī)數(shù)據(jù)信息RFID狀態(tài)反饋IntRFID控制字RFID_SEARCHNOIntRFID搜尋序號(hào)RFID讀取信息Array[0..31]ofCharRFID內(nèi)容PLC與工業(yè)機(jī)器人通信接口DB_RB_CMD作為接收機(jī)器人控制命令的數(shù)據(jù)塊，包含工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)反饋等信息，具體定義如表所示。數(shù)據(jù)接口定義名稱數(shù)據(jù)類型說明RbtCurrentStateInt工業(yè)機(jī)器人狀態(tài)字100為空閑，200為忙LoadAskInt上料請(qǐng)求RB自定義數(shù)據(jù)realArray[0..15]ofReal預(yù)留16個(gè)real型自定義數(shù)據(jù)庫位物料Array[0..5]ofUSInt倉(cāng)庫料況庫位信息Array[0..5]ofUSInt物料信息旋轉(zhuǎn)供料命令I(lǐng)nt旋轉(zhuǎn)供料系統(tǒng)命令旋轉(zhuǎn)供料運(yùn)行指令I(lǐng)nt旋轉(zhuǎn)供料指令相機(jī)命令A(yù)rray[0..15]ofInt相機(jī)控制字相機(jī)數(shù)值A(chǔ)rray[0..15]ofReal相機(jī)數(shù)據(jù)信息RFID指令I(lǐng)ntRFID控制字RFID_STEPNOIntRFID搜尋序號(hào)RFID待寫入信息Array[0..31]ofCharRFID內(nèi)容通信數(shù)據(jù)解析大小端是對(duì)于數(shù)據(jù)在內(nèi)存地址中的不同的存放方式，不同的平臺(tái)對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式會(huì)有所不同，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)通訊則大小端是不能忽視的問題。大端模式是指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中。小端模式是指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的低字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中。例如一個(gè)16進(jìn)制數(shù)據(jù)：0x12345678，對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址為：0x00～0x03，在大小端的存儲(chǔ)地址如表所示。數(shù)據(jù)存放方式——大小端大端模式小端模式地址0x000x010x020x030x000x010x020x03數(shù)據(jù)0x120x340x560x780x780x560x340x12通信數(shù)據(jù)解析由于大小端模式的不同，通信雙方接收到的數(shù)據(jù)無法直接使用，需要對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之后再使用。PLC在高低字節(jié)處理時(shí)，可使用SWAP指令更改字節(jié)的排列順序，并將結(jié)果保存在指定的操作數(shù)中。SWAP指令支持的數(shù)據(jù)類型為WORD、DWORD和LWORD。Int型數(shù)據(jù)處理需要將SWAP指令的類型參數(shù)設(shè)置為Int型數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度WORD（16位）。例如一個(gè)16進(jìn)制Int數(shù)據(jù)A=16#1234，使用梯形圖編程對(duì)此數(shù)據(jù)處理的程序如圖所示，轉(zhuǎn)換前后的值如表所示。大小端數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換前（A）轉(zhuǎn)換后（B）16#123416#3412通信數(shù)據(jù)解析PLC接收到的Real型數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)為DWORD型，需要先使用SWAP指令將DWORD高低字節(jié)轉(zhuǎn)換，再使用DWORD_TO_REAL指令將DWORD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成REAL型數(shù)據(jù)。要發(fā)送的Real型數(shù)據(jù)則先將Real數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成DWORD數(shù)據(jù)，再SWAP指令處理。例如一個(gè)實(shí)數(shù)C=12.34，它的16進(jìn)制表示為16#414570A3，在SCL語言中使用REAL_TO_DWORD和SWAP指令處理的程序如圖所示，轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)值如表所示。大小端數(shù)據(jù)處理發(fā)送的數(shù)據(jù)接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前12.34轉(zhuǎn)換前16#A3704541REAL_TO_DWORD轉(zhuǎn)換后16#414570A3SWAP_DWORD轉(zhuǎn)換后16#414570A3SWAP_DWORD轉(zhuǎn)換后16#A3704541DWORD_TO_REAL轉(zhuǎn)換后12.34通信數(shù)據(jù)解析PLC與機(jī)器人在通信中，使用了不同的大小端模式，PLC使用的是大端法，機(jī)器人使用的是小端法，由于機(jī)器人端僅提供通信數(shù)據(jù)接口，所以PLC端需要對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)同時(shí)做交換處理。將要發(fā)送的數(shù)據(jù)交換后發(fā)送至機(jī)器人，將接收到的機(jī)器人數(shù)據(jù)交換后使用。在PLC發(fā)送以及接收的數(shù)據(jù)塊中，需要各添加一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)用于存放交換的數(shù)據(jù)和接收的數(shù)據(jù)