机器人通信:优傲机器人与西门子PLC建立Profinet通讯

airking
2024-08-11

优傲机器人技术应用方案

方案名称:优傲机器人与西门子PLC建立Profinet通讯




北京艾科伯特Airking Robots是UR优傲机器人,Robotiq机器人工具的合作伙伴,专注协作机器人和移动机器人的技术公司。关注微信公众号 Airkingrobots


1.0 介 绍 introduction 4

1.1 方案目的 4

1.2 硬件设备列表 4

1.3 电源要求 4

2.0 方案描述  Proposal Description 4

2.1 总体介绍 4

2.2 硬件连接 4

2.3 软件设置 5

3.0 方案说明和结果 Application notice and result 17

3.1 方案说明 17

3.2 方案结果 18

附属文件 18

介 绍 introduction

方案目的

本方案是通过介绍优傲机器人和西门子PLC建立Profinet通讯的设置方法,指导客户/集成商建立优傲机器人与西门子PLC之间的Profinet通讯,进行数据交互,PLC可实时监控优傲机器人的各项技术参数,如机器人运行模式,TCP位置坐标、TCP速度、TCP受到的外部压力、各关节位置、各关节速度及各关节受到的扭力。

硬件设备列表

优傲机器人适用于以下型号:UR3,UR5,UR10

本文以型号UR5为例介绍

西门子PLC适用于以下型号:S7-300系列、S7-400系列、S7-1200系列、S7-1500系列

本方案以S7-1200系列,型号6ES7211-1BE40-0XB0为例介绍

电源要求

UR机器人:AC 100-240V, 50/60HZ

方案描述  Proposal Description

总体介绍

本方案介绍了优傲机器人和西门子PLC建立Profinet通讯适用的产品型号,硬件配置及连接方法,并详细介绍了UR机器人和西门子PLC各软件的设置方法,在建立Profinet通讯后,如何通过编程进行数据交互。


硬件连接

用三根网线将优傲机器人的Profinet接口、西门子PLC的Profinet接口和笔记本电脑的网口分别接到路由器的三个LAN网口上,如下图所示。

软件设置

1、机器人:在安装设置界面启用PROFINET。修改后记得保存,下次安装设置上传有效。

2、机器人:黄色指示灯显示机器人Profinet正在运行,但是PLC/检测设备没有和机器人连接。

3、机器人:打开网络设置界面,设置静态地址设置为192.168.0.XX。(西门子PLC默认IP为192.168.0.1 ,固将机器人IP设置在同一网段)


4、PLC:双击打开博图V14软件,创建新项目。

5、PLC:打开设备与网络->添加新设备,选择对应的硬件PLC型号6ES7211-1BE40-0XB0,注意版本号对应。(建议使用V4.0或以上版本,硬件V4.2只能用V14或以上软件)

6、PLC:打开项目界面,在左侧项目树中,双击“更新可访问的设备”,然后显示PLC和UR机器人的小图标。如果其中有一个未显示,请检查硬件接线。

7、PLC:打开更新可访问的设备-> plc1[192.168.0.1]->在线和诊断,在中间打开的窗口->功能->分配IP地址窗口,IP地址栏输入192.168.0.1 ,点击“分配IP地址”。(注意将PLC转至STOP)

8、PLC:打开更新可访问的设备-> plc1[192.168.0.1]->在线和诊断,在中间打开的窗口->功能->分配PROFINET设备名称窗口,在PROFINET设备名称栏输入plc1,点击“分配名称”。(若分配名称失败,请重置设备名称)

9、PLC:打开更新可访问的设备-> ur1[192.168.0.11]->在线和诊断,在中间打开的窗口->功能->分配IP地址窗口,IP地址栏输入192.168.0.2 ,点击“分配IP地址”。

10、PLC:打开更新可访问的设备->ur1[192.168.0.11]->在线和诊断,在中间打开的窗口->功能->分配PROFINET设备名称窗口,在PROFINET设备名称栏输入ur1,点击“分配名称”。

11、PLC:通过点击”选项”,打开到UR GSD 文件->”Manage general station description files(GSD)”->导向正确的设计和安装。

12、PLC:在左侧项目树中,双击“设备组态”,再打开“网络视图”窗口。在右侧的目录中,双击其他现场设备>PROFINET IO>I/O>Universal robot>Collobrative robot>V1.0,添加UR机器人模块。并连接PLC和UR模块,点击模块上方小眼睛图标,可显示IP地址。

13、PLC:在“网络视图”中,双击UR模块,打开“设备视图”窗口,双击添加右侧目录->模块中的10个地址模块。(如模块1_T2O State 、2_T2O IO)

14、PLC:在左侧项目树中,点击“添加新的外部文件”,添加UR_datastruct.udt文件。然后右击该文件,点击“从源生成块”。

15、PLC:在“网络视图”窗口,双击PLC模块图片上的”PN/IE_1:192.168.0.1”,再打开以太网地址窗口,在PROFINET设备名称栏输入plc1 ,然后回车。点击PLC_1模块图片上的PLC_1名称,同样改为plc1,然后回车。

16、PLC:在“网络视图”窗口,双击UR模块图片上的”PN/IE_1:192.168.0.2”,再打开以太网地址窗口,在PROFINET设备名称栏输入ur1 ,然后回车。点击UR模块图片上的UR名称,同样改为ur1,然后回车。

17、PLC:点击“编译”按钮,完成编译,无错误。再点击“下载:按钮,将程序下载到PLC。

18、PLC:PLC与优傲机器人建立PROFINET通讯连接完成,所有状态图标变成绿色。(如果PLC出现报警,请将PLC、路由器和机器人重启再试)

19、机器人:确认安装设置界面的LED灯变成绿色,优傲机器人与PLC建立Profinet通讯。

20、PLC:在项目树中,打开到您的标签表(或数据块),并扩展您的输入标签来检查从机器人发送的值。


DEMO

这个示例提供了一个如何在PLC和机器人之间通讯的基础示例。这个示例需要用户设置两个PLC输出寄存器。机器人读取数字,计算他们的总和,并将结果存储在PLC输入寄存器中。

1. PLC: 打开到主程序模块和设置整数寄存器URO.“Reg 1”Int.Register[0]和URO.“Reg 1”Int.Register[1]的数值和程序下载到PLC

2. 机器人: 打开ur-pn-demo.urp,,并运行程序。打开到变量选项卡,并确认接收到的数字

3. PLC: 打开到监控界面,并验证URI.Int.Register[0]包含的总和




方案说明和结果 Application notice and result

方案说明

机器人用于和PLC进行数据交互的脚本格式如下:

 read_input_boolean_register(address)

 read_input_float_register(address)

 read_input_integer_register(address)

 read_output_boolean_register(address)

 read_output_float_register(address)

 read_output_integer_register(address)

 write_output_boolean_register(address, value)

 write_output_float_register(address, value)

 write_output_integer_register(address, value)

注意:优傲机器人的通用寄存器地址“address”为32位的。


方案结果

PLC通过和优傲机器人建立Profinet通讯连接后,PLC可以实时读取机器人的各项性能参数,如电源状态、程序运行状态、关节弧度数、关节速度、关节温度、TCP位置、TCP速度和TCP受力值等,详细参数请参考地址配置手册。PLC也可以通过通用地址与机器人进行自定义数据交互。


附属文件

脚本手册_中文_3.1.pdf

UR_Profinet_address.pdf

ur-profinet-demo.urp

GSD-V2.31-UR

UR_datastruct.udt

Client_Interface.xlsx

培训视频


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