智能制造生产管理与控制（中级）课件 6.1.1 PLC与工业机器人通信接口

智能制造系统交互控制PLC与工业机器人通信编程目录一、PLC与工业机器人通信接口二、工业机器人通信控制程序设计三、编写与工业机器人通信程序四、PLC与工业机器人交互及测试PLC与工业机器人通信接口一、PLC与工业机器人通信接口PLC通信指令PLC与工业机器人通信接口通信数据解析PLC通信指令TCP/IP通信PLC作为高度集成化的工业装备，通常都支持多种外部通信方式，需根据应用场景来选择。TCP/IP传输协议，是在网络的使用中的最基本的通信协议。使用TCP通讯建立连接时采用客户端服务器模式，这种模式又常常被称为主从式架构，属于一种网络通讯架构，将通讯的双方以客户端（Client）与服务器(Server)的身份区分开来。在本项目PLC与工业机器人的通信中，PLC作为服务器，工业机器人作为客户端主动建立连接，PLC及工业机器人通信地址如下表所示。单元名称IP地址端口连接方式工业机器人192.168.8.103无主动PLC192.168.8.102001被动PLC通信指令通信指令PLC与工业机器人通信使用开放式通信下的TSEND_C和TRCV_C指令。TSEND_C用来设置并建立通信连接并通过现有通信连接发送数据TRCV_C用来设置并建立通信连接并通过现有通信连接接收数据PLC通信指令TSEND_C和TRCV_C指令功能块参数及说明如下。TSEND_CTRCV_C参数名称说明参数名称说明EN功能块使能EN功能块使能REQ在上升沿启动发送作业EN_R在上升沿启动发送作业CONT0：断开通信连接

1：建立并保持通信连接CONT0：断开通信连接

1：建立并保持通信连接LEN通过作业发送的最大字节数LEN通过作业发送的最大字节数CONNECT指向连接描述结构的指针（此处单击功能块右上角的“开始组态”进入组态即可）ADHOCTCP协议选项使用点对点模式DATA指向发送区的指针，该发送区包含要发送数据的地址和长度CONNECT指向连接描述结构的指针（此处单击功能块右上角的“开始组态”进入组态即可）ADDR包含指向系统数据类型TADDR_Param的指针DATA指向发送区的指针，该发送区包含要发送数据的地址和长度COM_RST重置连接：0：不相关1：重置现有连接ADDR包含指向系统数据类型TADDR_Param的指针——COM_RST重置连接：0：不相关1：重置现有连接通信指令PLC与工业机器人通信接口在生产过程的实时交互系统中，工业数据的实时交互及其相关接口的设计尤为重要，PLC通过工业网络与机器人建立通信，通信接口是双方建立通信的重要窗口。PLC向机器人发送的信息及接收机器人的信息都需要通过接口来具体反映，数据接口的设计就成为建立通信过程中的重要步骤。数据接口的设计需要根据对象的功能需求来设计相应的接口。接口在实际使用中对于一些异常数据或者附加数据要能够一并处理，这就要求数据接口具有容错性以及灵活性。数据接口PLC与工业机器人通信接口PLC数据接口分为输入输出两类，输入数据包含机器人发送过来的运行状态等数据，输出数据包含PLC要发送的运行指令等数据。输入输出数据可在PLC中建立数据块来完成，分别存放PLC发送和接收的数据，可命名为DB_PLC_STATUS和DB_RB_CMD，对应输出状态和接收命令。DB_PLC_STATUS作为发送给工业机器人的数据块，包含对工业机器人的动作命令、仓库物料等信息。具体定义如表所示。数据接口定义名称数据类型说明RbtControlCmdInt工业机器人控制字RbtTeachNoInt示教号LoadAllowInt上料允许AssemblePos1Int装配位置1AssemblePos2Int装配位置2StorePosInt仓库位置DiviceNoInt取料设备编号WpTypeInt工件类型PLC自定义数据realArray[0..15]ofReal

预留16个real型自定义数据库位物料Array[0..5]ofUSInt

仓库料况库位信息Array[0..5]ofUSInt物料信息旋转供料系统状态

Int旋转供料系统状态旋转供料指令执行反馈

Int旋转供料指令反馈相机状态

Array[0..15]ofInt相机控制字相机数据

Array[0..15]ofReal相机数据信息RFID状态反馈IntRFID控制字RFID_SEARCHNOIntRFID搜寻序号RFID读取信息Array[0..31]ofCharRFID内容PLC与工业机器人通信接口DB_RB_CMD作为接收机器人控制命令的数据块，包含工业机器人运行状态反馈等信息，具体定义如表所示。数据接口定义名称数据类型说明RbtCurrentStateInt工业机器人状态字100为空闲，200为忙LoadAskInt上料请求RB自定义数据realArray[0..15]ofReal预留16个real型自定义数据库位物料Array[0..5]ofUSInt仓库料况库位信息Array[0..5]ofUSInt物料信息旋转供料命令Int旋转供料系统命令旋转供料运行指令Int旋转供料指令相机命令Array[0..15]ofInt相机控制字相机数值Array[0..15]ofReal相机数据信息RFID指令IntRFID控制字RFID_STEPNOIntRFID搜寻序号RFID待写入信息Array[0..31]ofCharRFID内容通信数据解析大小端是对于数据在内存地址中的不同的存放方式，不同的平台对于数据的存储方式会有所不同，实现跨平台通讯则大小端是不能忽视的问题。大端模式是指数据的高字节保存在内存的低地址中，而数据的低字节保存在内存的高地址中。小端模式是指数据的高字节保存在内存的高地址中，而数据的低字节保存在内存的低地址中。例如一个16进制数据：0x12345678，对应的内存地址为：0x00～0x03，在大小端的存储地址如表所示。数据存放方式——大小端大端模式小端模式地址0x000x010x020x030x000x010x020x03数据0x120x340x560x780x780x560x340x12通信数据解析由于大小端模式的不同，通信双方接收到的数据无法直接使用，需要对接收到的数据进行数据处理之后再使用。PLC在高低字节处理时，可使用SWAP指令更改字节的排列顺序，并将结果保存在指定的操作数中。SWAP指令支持的数据类型为WORD、DWORD和LWORD。Int型数据处理需要将SWAP指令的类型参数设置为Int型数据对应的长度WORD（16位）。例如一个16进制Int数据A=16#1234，使用梯形图编程对此数据处理的程序如图所示，转换前后的值如表所示。大小端数据处理转换前（A）转换后（B）16#123416#3412通信数据解析PLC接收到的Real型数据的原始数据为DWORD型，需要先使用SWAP指令将DWORD高低字节转换，再使用DWORD_TO_REAL指令将DWORD数据转换成REAL型数据。要发送的Real型数据则先将Real数据转换成DWORD数据，再SWAP指令处理。例如一个实数C=12.34，它的16进制表示为16#414570A3，在SCL语言中使用REAL_TO_DWORD和SWAP指令处理的程序如图所示，转换前后数据值如表所示。大小端数据处理发送的数据接收的数据转换前12.34转换前16#A3704541REAL_TO_DWORD转换后16#414570A3SWAP_DWORD转换后16#414570A3SWAP_DWORD转换后16#A3704541DWORD_TO_REAL转换后12.34通信数据解析PLC与机器人在通信中，使用了不同的大小端模式，PLC使用的是大端法，机器人使用的是小端法，由于机器人端仅提供通信数据接口，所以PLC端需要对输入输出数据同时做交换处理。将要发送的数据交换后发送至机器人，将接收到的机器人数据交换后使用。在PLC发送以及接收的数据块中，需要各添加一个数据区用于存放交换的数据和接收的数据