智能制造生產管理與控制（中級）課件 6.1.1 PLC與工業(yè)機器人通信接口

智能制造系統(tǒng)交互控制PLC與工業(yè)機器人通信編程目錄一、PLC與工業(yè)機器人通信接口二、工業(yè)機器人通信控制程序設計三、編寫與工業(yè)機器人通信程序四、PLC與工業(yè)機器人交互及測試PLC與工業(yè)機器人通信接口一、PLC與工業(yè)機器人通信接口PLC通信指令PLC與工業(yè)機器人通信接口通信數據解析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，需根據應用場景來選擇。TCP/IP傳輸協議，是在網絡的使用中的最基本的通信協議。使用TCP通訊建立連接時采用客戶端服務器模式，這種模式又常常被稱為主從式架構，屬于一種網絡通訊架構，將通訊的雙方以客戶端（Client）與服務器(Server)的身份區(qū)分開來。在本項目PLC與工業(yè)機器人的通信中，PLC作為服務器，工業(yè)機器人作為客戶端主動建立連接，PLC及工業(yè)機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)機器人192.168.8.103無主動PLC192.168.8.102001被動PLC通信指令通信指令PLC與工業(yè)機器人通信使用開放式通信下的TSEND_C和TRCV_C指令。TSEND_C用來設置并建立通信連接并通過現有通信連接發(fā)送數據TRCV_C用來設置并建立通信連接并通過現有通信連接接收數據PLC通信指令TSEND_C和TRCV_C指令功能塊參數及說明如下。TSEND_CTRCV_C參數名稱說明參數名稱說明EN功能塊使能EN功能塊使能REQ在上升沿啟動發(fā)送作業(yè)EN_R在上升沿啟動發(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LEN通過作業(yè)發(fā)送的最大字節(jié)數CONNECT指向連接描述結構的指針（此處單擊功能塊右上角的“開始組態(tài)”進入組態(tài)即可）ADHOCTCP協議選項使用點對點模式DATA指向發(fā)送區(qū)的指針，該發(fā)送區(qū)包含要發(fā)送數據的地址和長度CONNECT指向連接描述結構的指針（此處單擊功能塊右上角的“開始組態(tài)”進入組態(tài)即可）ADDR包含指向系統(tǒng)數據類型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)送數據的地址和長度COM_RST重置連接：0：不相關1：重置現有連接ADDR包含指向系統(tǒng)數據類型TADDR_Param的指針——COM_RST重置連接：0：不相關1：重置現有連接通信指令PLC與工業(yè)機器人通信接口在生產過程的實時交互系統(tǒng)中，工業(yè)數據的實時交互及其相關接口的設計尤為重要，PLC通過工業(yè)網絡與機器人建立通信，通信接口是雙方建立通信的重要窗口。PLC向機器人發(fā)送的信息及接收機器人的信息都需要通過接口來具體反映，數據接口的設計就成為建立通信過程中的重要步驟。數據接口的設計需要根據對象的功能需求來設計相應的接口。接口在實際使用中對于一些異常數據或者附加數據要能夠一并處理，這就要求數據接口具有容錯性以及靈活性。數據接口PLC與工業(yè)機器人通信接口PLC數據接口分為輸入輸出兩類，輸入數據包含機器人發(fā)送過來的運行狀態(tài)等數據，輸出數據包含PLC要發(fā)送的運行指令等數據。輸入輸出數據可在PLC中建立數據塊來完成，分別存放PLC發(fā)送和接收的數據，可命名為DB_PLC_STATUS和DB_RB_CMD，對應輸出狀態(tài)和接收命令。DB_PLC_STATUS作為發(fā)送給工業(yè)機器人的數據塊，包含對工業(yè)機器人的動作命令、倉庫物料等信息。具體定義如表所示。數據接口定義名稱數據類型說明RbtControlCmdInt工業(yè)機器人控制字RbtTeachNoInt示教號LoadAllowInt上料允許AssemblePos1Int裝配位置1AssemblePos2Int裝配位置2StorePosInt倉庫位置DiviceNoInt取料設備編號WpTypeInt工件類型PLC自定義數據realArray[0..15]ofReal

預留16個real型自定義數據庫位物料Array[0..5]ofUSInt

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

Int旋轉供料系統(tǒng)狀態(tài)旋轉供料指令執(zhí)行反饋

Int旋轉供料指令反饋相機狀態(tài)

Array[0..15]ofInt相機控制字相機數據

Array[0..15]ofReal相機數據信息RFID狀態(tài)反饋IntRFID控制字RFID_SEARCHNOIntRFID搜尋序號RFID讀取信息Array[0..31]ofCharRFID內容PLC與工業(yè)機器人通信接口DB_RB_CMD作為接收機器人控制命令的數據塊，包含工業(yè)機器人運行狀態(tài)反饋等信息，具體定義如表所示。數據接口定義名稱數據類型說明RbtCurrentStateInt工業(yè)機器人狀態(tài)字100為空閑，200為忙LoadAskInt上料請求RB自定義數據realArray[0..15]ofReal預留16個real型自定義數據庫位物料Array[0..5]ofUSInt倉庫料況庫位信息Array[0..5]ofUSInt物料信息旋轉供料命令Int旋轉供料系統(tǒng)命令旋轉供料運行指令Int旋轉供料指令相機命令Array[0..15]ofInt相機控制字相機數值Array[0..15]ofReal相機數據信息RFID指令IntRFID控制字RFID_STEPNOIntRFID搜尋序號RFID待寫入信息Array[0..31]ofCharRFID內容通信數據解析大小端是對于數據在內存地址中的不同的存放方式，不同的平臺對于數據的存儲方式會有所不同，實現跨平臺通訊則大小端是不能忽視的問題。大端模式是指數據的高字節(jié)保存在內存的低地址中，而數據的低字節(jié)保存在內存的高地址中。小端模式是指數據的高字節(jié)保存在內存的高地址中，而數據的低字節(jié)保存在內存的低地址中。例如一個16進制數據：0x12345678，對應的內存地址為：0x00～0x03，在大小端的存儲地址如表所示。數據存放方式——大小端大端模式小端模式地址0x000x010x020x030x000x010x020x03數據0x120x340x560x780x780x560x340x12通信數據解析由于大小端模式的不同，通信雙方接收到的數據無法直接使用，需要對接收到的數據進行數據處理之后再使用。PLC在高低字節(jié)處理時，可使用SWAP指令更改字節(jié)的排列順序，并將結果保存在指定的操作數中。SWAP指令支持的數據類型為WORD、DWORD和LWORD。Int型數據處理需要將SWAP指令的類型參數設置為Int型數據對應的長度WORD（16位）。例如一個16進制Int數據A=16#1234，使用梯形圖編程對此數據處理的程序如圖所示，轉換前后的值如表所示。大小端數據處理轉換前（A）轉換后（B）16#123416#3412通信數據解析PLC接收到的Real型數據的原始數據為DWORD型，需要先使用SWAP指令將DWORD高低字節(jié)轉換，再使用DWORD_TO_REAL指令將DWORD數據轉換成REAL型數據。要發(fā)送的Real型數據則先將Real數據轉換成DWORD數據，再SWAP指令處理。例如一個實數C=12.34，它的16進制表示為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，轉換前后數據值如表所示。大小端數據處理發(fā)送的數據接收的數據轉換前12.34轉換前16#A3704541REAL_TO_DWORD轉換后16#414570A3SWAP_DWORD轉換后16#414570A3SWAP_DWORD轉換后16#A3704541DWORD_TO_REAL轉換后12.34通信數據解析PLC與機器人在通信中，使用了不同的大小端模式，PLC使用的是大端法，機器人使用的是小端法，由于機器人端僅提供通信數據接口，所以PLC端需要對輸入輸出數據同時做交換處理。將要發(fā)送的數據交換后發(fā)送至機器人，將接收到的機器人數據交換后使用。在PLC發(fā)送以及接收的數據塊中，需要各添加一個數據區(qū)用于存放交換的數據和接收的數據