ABB工業(yè)機器人操作與編程課件第3章-工業(yè)機器人IO通信

I/Ocommunicationofindustrialrobot工業(yè)機器人I/O通信主講人：梁盈富01工業(yè)機器人I/O通信與I/O板ABB標準I/O板應用02CONTENTS目錄01工業(yè)機器人I/O通信與I/O板一、常用的I/O通訊工業(yè)機器人I/O系統(tǒng)在工業(yè)機器人系統(tǒng)應用中占有及其重要的位置，它是機器人與周邊外圍設備完成信息交互的主要通道。在一個機器人工作站中，一般機器人本體的成本大約占1/3，而外圍設備及工業(yè)軟件占2/3，機器人要實現(xiàn)相關功能的控制，就需要有相應的輸入輸出部件完成相應的功能。ABB機器人提供了多種接口，支持多種協(xié)議，可以輕松實現(xiàn)與外圍設備之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。其中有不同廠商推出的現(xiàn)場總線協(xié)議如PRofibus、DeviceNet、PROFIBUS-DP、PROFINET等需要根據(jù)實際情況進行選擇。DeviceNet通信。通信協(xié)議是由美國Allen-Bradley公司（后被Rockwell自動化公司合并）所開發(fā)，它是一個簡單、廉價而高效的通信協(xié)議，是適用于底層的一種現(xiàn)場總線。PRofibus通信。Profibus是一個廣泛應用在自動化技術(shù)領域的現(xiàn)場總線標準，在1987年由德國西門子公司等十四家公司及五個研究機構(gòu)所推動，它是程序總線網(wǎng)絡（PROcessFIeldBUS）的簡稱，是一種國際化、開放式、不依賴于生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線。PROFINET通信。是一種新的以太網(wǎng)通信系統(tǒng)，是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動化總線標準。Modbus通信。是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司（現(xiàn)在的施耐德電氣SchneiderElectric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表。RS-232通信。是常用的串行通信接口標準之一，它是由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)公司、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機終端生產(chǎn)廠家于1970年共同制定。數(shù)字I/O硬接線。工業(yè)機器人中將按鈕、行程開關、限位開關、接近開關、傳感器及電磁閥、繼電器等設備通過端子的形式與機器人I/O接口相連接，對其進行數(shù)據(jù)采集或控制。

I/O接口電路主要完成以下兩方面的功能：

（1）進行必要的電隔離，其隔離措施一般采用光電耦合隔離，防止高頻干擾信號的竄入影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和強電對系統(tǒng)的破壞。

（2）進行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。

開關輸入/出接口電路如下圖所示：開關量信號輸入接口電路開關量信號輸出接口電路

ABB標準的I/O板提供了數(shù)字信號輸入DI、數(shù)字信號輸出DO，模擬信號輸入AI，模擬輸出信號AO以及輸送鏈跟蹤單元。如下表所示：常用ABB標準I/O板二ABB標準I/O板ABB標準I/O板在使用時需要設置相應的輸入輸出信號參數(shù)后才可以正常使用，需要設定的參數(shù)包括I/O模塊單元、I/O信號，設置完成后需要重啟系統(tǒng)后生效。在系統(tǒng)中標準配置的I/O單元需要設置的參數(shù)至少包括以下4個。標準I/O板參數(shù)設置表I/O標準版參數(shù)設置完成后，需要對I/O標準板上的信號進行定義，設置一個數(shù)字I/O信號需要定義的參數(shù)至少包括以下4個。

I/O信號參數(shù)設置表1ABB標準I/O板DSQC651DSQC651板主要提供8個數(shù)字量輸入，8個數(shù)字量輸出和2個模擬量輸出信號的處理，如圖所示，它有X1、X3、X5、X6四個模塊接口、模塊狀態(tài)指示燈、數(shù)字輸入信號指示燈及數(shù)字輸出信號指示燈。X1接口各引腳定義及地址分配表X3接口各引腳定義及地址分配表X6接口各引腳定義及地址分配表X6接口其內(nèi)部電路如下圖所示，方框內(nèi)部為DSQ651板的接口電路電壓輸出范圍為0～10V。

DSQC651板X6接口電路圖X5接口為DeviceNet總線接口，是掛在DeviceNet網(wǎng)絡上的，該端口用來設定模塊在網(wǎng)絡中的地址。其接口上各引腳的定義見下表，其中，編號6～12的跳線用來決定該I/O模塊在DeviceNet總線中的地址，使用該模塊時必須要設置地址，地址范圍在10～63。

DSQC651板X5接口電路圖

X5接口各引腳定義地址設定方法如圖所示，剪掉相應的引腳跳線，即可設定相應的模塊地址，如將8號引腳和10號引腳的跳線剪掉，該模塊的地址被設定為10（8+2）。2ABB標準I/O板DSQC652DSQC652板如下圖所示，主要提供16個數(shù)字輸入信號和16個數(shù)字輸出信號的處理。其X5端子接口、功能及地址設置方法與DSQC651相同。

X1、X2接口各引腳定義及地址分配表X3接口與X4接口分別包括8個數(shù)字輸入信號，典型的輸入電壓為24VDC，輸入電壓范圍為：高電平“1”為15～35V，低電平“0”為-35～5V，輸入電流為5.5mA。X3接口地址分配與DSQC651的X3接口相同，X4接口引腳的定義及地址分配見下表。

X4接口各引腳定義及地址分配表3ABB標準I/O板DSQC653DSQC653板如下圖所示，主要提供8個數(shù)字輸入信號和8個數(shù)字繼電器輸出信號的處理。其X3接口（10～16腳未使用）、X5接口功能與DSQC651相同。

X1接口各引腳定義及地址分配表其接口電路圖如下圖所示，以OUTPUTCH1A，OUTPUTCH1B為例。

DSQC653板X1接口電路4ABB標準I/O板DSQC355ADSQC355A主要提供了4個模擬量輸入信號和4個模擬量輸出信號的處理，其接口及功能如下圖所示。DSQC355A板端口組成

X7接口各引腳定義及地址分配表

X8接口各引腳定義及地址分配表

X3接口各引腳定義DSQC355A的X5接口為DeviceNet接口，其功能模塊地址設置方法與DSQC651板相同。5ABB標準I/O板DSQC377ADSQC377A板為輸送鏈跟蹤單元，主要提供機器人輸送鏈跟蹤功能所需要的編碼器與同步開關信號的處理，其部分接口功能下圖所示，A-X20編碼器與同步開關端子，B-X5DeviceNet接口，C-X3供電電源接口。

X20接口各引腳定義02ABB標準I/O板應用一、DSQC651板及信號配置1.DSQC651板參數(shù)設定。ABB標準的I/O板都是掛接在DeviceNet的現(xiàn)場總線下的設備，通過X5端口與DeviceNet的現(xiàn)場總線進行通信，定義DSQC651板總線連接的相關參數(shù)見下表。DSQC651板參數(shù)設置表DSQC651板參數(shù)設定步驟如下：2.數(shù)字量輸入信號的定義。DSQC651板數(shù)字輸入信號需要設定的相關參數(shù)見表見下表。DSQC651板數(shù)字輸入信號相關參數(shù)下面以數(shù)字輸入信號Dig1設定為例，介紹數(shù)字輸入信號的設置過程：3.數(shù)字量輸出信號的定義。DSQC651板數(shù)字輸出信號需要設定的相關參數(shù)見表見下表。DSQC651板數(shù)字輸出信號相關參數(shù)下面以數(shù)字輸出信號Dog1設定為例，介紹數(shù)字輸入信號的設置過程：4.數(shù)字組輸入信號的定義。組輸入信號就是將幾個數(shù)字開關量輸入信號進行組合起來使用，用于接收外圍設備的輸入信號。組信號的使用可以大大提高信號的利用率，例如，3位數(shù)字開關信號可以表示外圍3種開關器件的狀態(tài)，而3位數(shù)字開關信號的組合可以表示8中狀態(tài)。以DSCQ651板端口5～7（地址4～6）為例，組信號名稱為Grdi1其組合后的狀態(tài)見下表。Grid1組輸入信號狀態(tài)表組輸入信號需要設置的相關參數(shù)與數(shù)字輸入信號設定的參數(shù)一致，不同的是其DeviceMapping參數(shù)設置的地址為某個地址范圍，且該地址范圍不能與已使用過的地址重復，現(xiàn)以Grdi1組輸入信號為例，介紹組輸入信號的設置過程。4.數(shù)字組輸出信號的定義。數(shù)字組輸出信號的參數(shù)與數(shù)字輸出信號的參數(shù)是一致的，不同的是其DeviceMapping參數(shù)設置的地址為某個地址范圍，且該地址范圍不能與已使用過的地址重復，以DSCQ651板端口4～6（地址35～37）為例，介紹組輸出信號Gro1的設置，5.模擬量輸出信號定義。DSQC651板帶有兩路模擬輸出信號，可對外部模擬量進行控制，模擬信號需要設置的參數(shù)見下表。模擬輸出信號的相關參數(shù)下面以模擬信號Ano1為例，介紹模擬輸出信號的設置過程：二、信號的監(jiān)控、仿真與強制1.將信號配置為常用I/O信號?？梢詫⒁讯x的信號根據(jù)需要將某些常用信號配置為常用I/O信號，配置常用I/O信號的操作步驟。2.對數(shù)字輸入/組輸入信號進行仿真。以所定義的Dig1及Grdi1信號為例，對輸入信號的仿真操作如下:3.對數(shù)字輸出/組輸出及模擬輸出信號進行強制操作。以所定義的Dog1、Gro1及Ano1信號為例，對輸出信號的強制操作:三、使用示教器可編程按鈕示教器上的可編程按鈕可以和I/O信號進行關聯(lián)，以方便對I/O信號進行仿真或強制操作，示教器上的可編程按鍵如圖所示?，F(xiàn)已可編程按鍵配置為數(shù)字輸出信號Dog1為例，其配置過程如下：“按下按鍵”下拉列表框中有多種按鍵方式可以選擇，具體說明如下：

1.切換：每按一次按鍵，信號在1和0之間切換。

2.設為1：按下按鍵，將信號置位1。3.設為0：按下按鍵，將信號置位0。4.按下/松開：長按按鍵，信號為1，松開后信號為0。5.脈沖：按下按鍵，信號為1，然后自動重置為0，產(chǎn)生一個高脈沖信號。四、系統(tǒng)輸出與I/O信號的關聯(lián)ABB機器人定義了固定的機器人系統(tǒng)輸入輸出信號，將機器人輸入信號與外部數(shù)字輸入信號進行連接，可實現(xiàn)外部信號對機器人系統(tǒng)的控制，如機器人電機上電、機器人上電并運行、運行機器人程序等；也可以通過機器人系統(tǒng)輸出狀態(tài)信息控制某些外圍設備的動作，如氣爪的打開關閉，電磁閥的開關，傳送帶的啟停等。

機器人系統(tǒng)輸入是指通過外部某個數(shù)字輸入信號來控制機器人的某種運行狀態(tài)，機器人系統(tǒng)輸出是指通過機器人的某種運行狀態(tài)控