項(xiàng)目六任務(wù)3講解

目錄Contents學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)資訊決策計(jì)劃實(shí)施0102030405060708檢查評(píng)估

項(xiàng)目六任務(wù)6-3機(jī)器人項(xiàng)目機(jī)器人通訊配置選項(xiàng)表制作會(huì)根據(jù)項(xiàng)目應(yīng)用需求選擇合適的通訊總線完成系統(tǒng)信息交互，能夠?qū)π枰耐ㄓ嵖偩€完成相關(guān)的軟硬件選型。培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用意識(shí)、引導(dǎo)學(xué)生形成探索精神、促使學(xué)生養(yǎng)成歸納總結(jié)的習(xí)慣。。掌握網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本名詞的定義、熟悉常用的現(xiàn)場(chǎng)總線基本信息及功能、了解工業(yè)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)軟硬件知識(shí)。能力目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)重點(diǎn)、難點(diǎn)常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞的定義的理解掌握常見(jiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的種類，功能、組成熟悉工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)信息重點(diǎn)理解常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的異同點(diǎn)理解工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架及相關(guān)專有名詞難點(diǎn)任務(wù)介紹

在不同的應(yīng)用項(xiàng)目中，工業(yè)機(jī)器人需要具備的通訊能力不一樣，所應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線類型也不一樣。制作ABB工業(yè)機(jī)器人、發(fā)那科工業(yè)機(jī)器人、安川工業(yè)機(jī)器人能夠配置的各種總線的通訊接口對(duì)應(yīng)的軟硬件選項(xiàng)代號(hào)，并制作成表。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞例如：CC-Link(Control&CommunicationLink,控制與通信鏈路系統(tǒng)),是三菱電機(jī)新近推出的開(kāi)放式現(xiàn)場(chǎng)總線，其數(shù)據(jù)容量大,通信速度多級(jí)可選擇,而且它是一個(gè)以設(shè)備層為主的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞站（Station）在控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，將可以進(jìn)行數(shù)據(jù)通信、連接外部輸入/輸出的物理設(shè)備稱為“站”。主站（Masterstation）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈接系統(tǒng)控制的站，主站上設(shè)置有控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，每一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須有一個(gè)主站，主站的站號(hào)固定為“0”。從站（Slavestation）網(wǎng)絡(luò)中除主站以外的其他站稱為從站。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞遠(yuǎn)程I/O站（RemoteI/Ostation）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，僅能夠處理二進(jìn)制位（點(diǎn)）的從站，如開(kāi)關(guān)量I/O模塊，電磁閥、傳感器接口等，它只占用1個(gè)內(nèi)存站。遠(yuǎn)程設(shè)備站（Remotedevicestation）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，能夠同時(shí)處理二進(jìn)制位、字的從站，如模擬量輸入/輸出模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊、傳感器接口等，它占用1~4個(gè)內(nèi)存站點(diǎn)。本地站（Localstation）帶有CPU模塊并可以與主站以及其他本地站進(jìn)行循環(huán)傳輸或瞬時(shí)傳輸?shù)恼尽＞W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞智能設(shè)備站（Intelligentdevicestation）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可以與主站進(jìn)行循環(huán)傳輸或瞬時(shí)傳輸?shù)恼?，帶有CPU的控制裝置，如伺服驅(qū)動(dòng)器等，均可以作為智能設(shè)備站。占用的內(nèi)存站數(shù)（NumberofoccupiedStations）

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，一個(gè)物理從站所使用的內(nèi)存站數(shù)。站數(shù)（NumberofStation）連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所有物理設(shè)備所占用的“內(nèi)存站數(shù)”的總和。注：通信緩沖區(qū)一般以32點(diǎn)輸入、32點(diǎn)輸出，4字的讀入、4字寫(xiě)出為一個(gè)基本單位，這樣的一個(gè)基本單位被稱為一個(gè)“內(nèi)存站”。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞模塊數(shù)（NumlaerofModules）

在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，實(shí)際連接的物理設(shè)備的數(shù)量。中繼器（Repeater）

用于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)放大、調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，對(duì)傳輸線路中引起的信號(hào)衰減起到放大作用，從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的連接長(zhǎng)度。網(wǎng)橋路由器交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞擴(kuò)展循環(huán)傳輸（ExtensionCyclicTransmission）

循環(huán)傳輸方式的一種，它通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，以增加每一內(nèi)存站進(jìn)行循環(huán)通信的實(shí)際點(diǎn)數(shù)（鏈接容量）的循環(huán)傳輸方式。廣播輪詢方式（BroadPollingMethod）

數(shù)據(jù)傳輸方式的一種，它是在同一時(shí)間內(nèi)，同時(shí)把數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)中所有站點(diǎn)的通信方式。循環(huán)傳輸（CyclicTransmission）數(shù)據(jù)傳輸方式的一種，它是區(qū)間一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行的周期性數(shù)據(jù)通信的方式。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基本名詞（2）現(xiàn)場(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)可歸為三類21485網(wǎng)絡(luò)HART網(wǎng)絡(luò)3FieldBus現(xiàn)場(chǎng)總線485網(wǎng)絡(luò)RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種工業(yè)組網(wǎng)方式。特點(diǎn)：實(shí)施簡(jiǎn)單方便，支持RS485的儀表又特別多。HART網(wǎng)絡(luò)

HART是由艾默生提出的一個(gè)過(guò)渡性總線標(biāo)準(zhǔn)，主要特征是在4-20毫安電流信號(hào)上面疊加數(shù)字信號(hào)。HART技術(shù)主要被國(guó)外幾家大公司壟斷，加入要一定的費(fèi)用。FieldBus現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。

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ClicktoaddText現(xiàn)場(chǎng)總線使用中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

現(xiàn)場(chǎng)總線的通信距離，影響通信速率現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境決定通信速度和通信介質(zhì)

通信距離

線纜選擇

現(xiàn)場(chǎng)總線的電信號(hào)與設(shè)備內(nèi)部是電氣隔離的屏蔽電纜的外層必須在一點(diǎn)良好接地

隔離

屏蔽

設(shè)備插入和摘除，對(duì)連接器就有一定的要求總線每一個(gè)網(wǎng)段的兩個(gè)終端都應(yīng)該采用電阻匹配

連接器

終端匹配主流總線1）FF現(xiàn)場(chǎng)總線FF現(xiàn)場(chǎng)總線（FieldbusFoundation）是由現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)推薦的現(xiàn)場(chǎng)總線，也是IEC61158標(biāo)準(zhǔn)推薦的類型。該總線參照OSI模型，由OSI的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層與用戶層組成，其特點(diǎn)是在應(yīng)用層的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)用戶層，設(shè)備的互換性與操作性較好，且可以“即插即用”。2）CAN（ControllerAreaNetwork控制器局域網(wǎng)）最早由德國(guó)BOSCH公司推出，廣泛用于離散控制領(lǐng)域，CAN支持多主工作方式，通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10KM/5Kbps/s，通訊速率最高可達(dá)40M/1Mbp/s，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá)110個(gè)。主流總線3）DeviceNet

DeviceNet是一種低成本的通信連接也是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)解決方案，傳輸率為125Kbit/s至500Kbit/s，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)為64個(gè)。其通信模式為：生產(chǎn)者/客戶（Producer/Consumer），采用多信道廣播信息發(fā)送方式。4）PROFIBUS

PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線（ProcessFieldBus）是由SIEMENS公司等推薦的現(xiàn)場(chǎng)總線，是一種不依賴生產(chǎn)廠家的開(kāi)放性現(xiàn)場(chǎng)總線，各種工業(yè)控制設(shè)備均可以通過(guò)同樣的接口進(jìn)行通信。包括PROFIBUS-DP（ProcessFieldBus-DecentralizedPeriphery分布式外圍設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)總線）、PROFIBUS-PA（ProcessFieldBus-ProcessAutomation過(guò)程自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)總線）、PROFIBUS-FMS（ProcessFieldBus-FieldbusMessageSpecification現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文規(guī)范）三部分內(nèi)容。主流總線5）CC-Link

CC-Link是Control&CommunicationLink（控制與通信鏈路系統(tǒng)）的縮寫(xiě)，在1996年11月，由三菱電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司推出。可以將控制和信息數(shù)據(jù)同是以10Mbit/s高速傳送至現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)。最遠(yuǎn)距高可以達(dá)到1200m。6）INTERBUS

INTERBUS是德國(guó)Phoenix公司推出的較早的現(xiàn)場(chǎng)總線，2000年2月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158。該總線的實(shí)時(shí)性、抗干擾性和可維護(hù)性也非常出色。INTERBUS廣泛地應(yīng)用到汽車、煙草、倉(cāng)儲(chǔ)、造紙、包裝、食品等工業(yè)，成為國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線的領(lǐng)先者。（3）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一種，對(duì)工業(yè)上的大量的信息進(jìn)行收集、交換、加工、處理、傳輸，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)集中管理、多級(jí)分散控制。（3）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展可以分為兩個(gè)階段：1）面向終端的網(wǎng)絡(luò)

面向終端的網(wǎng)絡(luò)（Terminal-orientedNetwork）由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與若干遠(yuǎn)程終端按照“點(diǎn)到點(diǎn)”的方式進(jìn)行連接，計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)通信與對(duì)數(shù)據(jù)的加工處理。

特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)重，線路的利用率低。2）計(jì)算機(jī)—計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

是將分布在不同地點(diǎn)的多臺(tái)主機(jī)（Host）直接利用通信線路進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)彼此間的數(shù)據(jù)交換，各計(jì)算機(jī)獨(dú)立處理、完成各自的任務(wù)。以信息的傳遞與數(shù)據(jù)交換為主要目的的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)互連系統(tǒng)。（3）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)常用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

①兩級(jí)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)功能從邏輯上被分為通信處理與數(shù)據(jù)處理兩大部分，兩級(jí)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)由通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)組成。通信子網(wǎng)為內(nèi)層，主要用于通信處理；資源子網(wǎng)為外層，主要用于數(shù)據(jù)處理，一方面負(fù)責(zé)處理各自的任務(wù)，同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)提供自己的資源。②公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)

是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一種，其顯著特點(diǎn)是借用了電話、電報(bào)、微波通信、衛(wèi)星通信等公共通信手段，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信聯(lián)系。③計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)

是一種從網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的定義，為近距離、局部范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。（3）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能1）數(shù)據(jù)傳送2）數(shù)據(jù)共享3）軟件共享4）硬件共享5）提高可靠性6）分擔(dān)負(fù)荷7）提供通信手段（3）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)-----局域網(wǎng)近距離、局部范圍的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，稱為局域網(wǎng)或局部網(wǎng)。傳輸速率：10Mbit/100Mbit/s；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型；通信介質(zhì)：同軸電纜、雙絞線、光纜；網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)協(xié)議：IEEE802.3，CSMA/CD：網(wǎng)絡(luò)層次：OSI中的數(shù)據(jù)鏈路層；傳輸類型：報(bào)文分組交換，分組長(zhǎng)度64~1518B；最大站數(shù)：1024站；站間的最大距離：2500m。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與組成節(jié)點(diǎn)與鏈路從拓?fù)涞慕嵌?，網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)、終端等稱為“節(jié)點(diǎn)”，節(jié)點(diǎn)間的通信線路稱為“鏈路（Link）”。轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)與訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)可以分為轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)與訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)兩類。承擔(dān)分組傳輸、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、路徑選擇、差錯(cuò).處理的稱為轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)，如通信處理器、中繼站。訪問(wèn)接點(diǎn)也稱端點(diǎn)，如主機(jī)。報(bào)文與路徑信息的傳送單位在網(wǎng)絡(luò)中一般稱為“報(bào)文”（Message），報(bào)文發(fā)送源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的途徑叫“路徑”或通路、信道。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)①總線型結(jié)構(gòu)②環(huán)型結(jié)構(gòu)④分支結(jié)構(gòu)③星型結(jié)構(gòu)Hub終端電阻網(wǎng)段終端電阻網(wǎng)絡(luò)的硬件組成1）主機(jī)2）通信處理器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)稱為主機(jī)通信處理器的主要功能如下：①字符處理②報(bào)文處理③網(wǎng)絡(luò)接口④執(zhí)行通信協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)第1層的“企業(yè)級(jí)”是用于企業(yè)管理的網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息的發(fā)送與接收；第2層的“工廠級(jí)”實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的交互連接；第3層的“控制級(jí)”完成控制系統(tǒng)與各種控制設(shè)備間的連接技術(shù)；第4層的“設(shè)備級(jí)”用于傳送的輸入輸出信號(hào)。工業(yè)以太網(wǎng)萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)一網(wǎng)到底技術(shù)成熟信息化需求生產(chǎn)透明軟件通用實(shí)時(shí)性可用性可恢復(fù)性可管理性安全性穩(wěn)定性VS完成工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目機(jī)器人通信軟件配置選項(xiàng)表制作步驟：1、根據(jù)老師講解的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的通信總線相關(guān)的知識(shí)，了解工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)中常見(jiàn)通信總線的種類和使用注意事項(xiàng)。2、在常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人配置手冊(cè)中查找關(guān)于工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)總線通信應(yīng)用的軟件配置選型。3、利用標(biāo)準(zhǔn)，將收集到的各種品牌的機(jī)器人的現(xiàn)場(chǎng)總線配置信息整理成工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目機(jī)器人通訊軟件配置選型表。介紹本次實(shí)驗(yàn)需要用到的技術(shù)手冊(cè)及物料包括：安裝常見(jiàn)的工控軟件的計(jì)算機(jī)ABB通訊軟件選型配置手冊(cè)法拉克通訊軟件選型配置手冊(cè)安川通訊軟件選型配置手冊(cè)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行，每位同學(xué)最終必須提交:自己制作的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目機(jī)器人通信軟件配置選項(xiàng)表。實(shí)施要點(diǎn)1、老師演示機(jī)器人手冊(cè)配置選型查找。2、老師對(duì)每組學(xué)生進(jìn)行技術(shù)資料、完好確認(rèn)。3、強(qiáng)調(diào)上述操作及安全注意事項(xiàng)4、巡視、答疑、指導(dǎo)。

工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)總線名稱工業(yè)以太網(wǎng)ProfilbusDPProfilbusPNDEVICENET……ABB軟件

硬件