本案例是西門子PLC與川崎機器人通過Profient轉(zhuǎn)ModbusTCP網(wǎng)關進行通訊轉(zhuǎn)換的配置案例,西門子作為profinet主站,機器人作為ModbusTCP服務器。

配置過程:
機器人配置
川崎機器人控制器提供了RS232、以太網(wǎng)的通信接口,同時也可通過加裝選配件支持多種主流現(xiàn)場總線,以解決與現(xiàn)場控制設備互聯(lián)問題。在實際的通信應用中,當確定了雙方的通信協(xié)議后,有的只需要按手冊指導,進行相應的配置即可實現(xiàn),如現(xiàn)場總線方案;但有的通信方案中,還需要應用層協(xié)議的支持,如RS232和以太網(wǎng)通信方案。
如川崎F型控制器,前面板提供了一個通用以太網(wǎng)通信端口。

該以太網(wǎng)端口與外圍設備(PC等)連接從而創(chuàng)建如下圖所示的以太網(wǎng)。

使用該端口,可與川崎公司提供的KCwinTCP/KRterm 終端軟件、K-ROSET模擬軟件通信外,同時還可與其他支持TCP/IP通信協(xié)議的設備進行通信。該以太網(wǎng)端口針對其他通用設備通信提供了基于TCP/IP通信用的套接字(Socket)接口的命令,支持基于四層TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中的前三層,包括網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際層IP、運輸層(TCP或UDP),對于實際通信應用,客戶需要根據(jù)自己所選用的應用層通信協(xié)議,進行二次開發(fā),以為用戶的應用進程提供服務。
1) 首先機器人控制器通過TCP_LISTEN命令指定端口號并創(chuàng)建套接字,該套接字用于等待客戶端連接請求。
2) 控制器循環(huán)使用TCP_ACCEPT命令檢查是否接收到客戶端的連接請求,如接收到連接請求,則建立與客戶端的連接并創(chuàng)建連接套接字。
3) 控制器成功創(chuàng)建與客戶端的連接套接字后,循環(huán)使用TCP_RECV命令接收客戶端發(fā)送來的數(shù)據(jù),并按Modbus協(xié)議規(guī)范對數(shù)據(jù)進行解析,根據(jù)解析結(jié)果,生成Modbus應答,并通過TCP_SEND命令發(fā)送應答數(shù)據(jù)至客戶端。
4) 在等待數(shù)據(jù)接收過程中,監(jiān)視與客戶端的連接狀態(tài),如客戶端主動斷開連接,則控制器釋放該連接套接字,并返回第2步。
該ModbusTCP服務器端程序使用川崎公司的AS語言開發(fā),在川崎機器人控制系統(tǒng)中被稱為PC(Process Control)程序或過程控制程序,可與機器人控制程序同時執(zhí)行。
模擬測試
ModbusTCP服務器程序編寫完成后,可下載至川崎機器人控制器中,設置好機器人IP地址等相關參數(shù),機器人控制器與PC機通過網(wǎng)線連接,在控制器上運行服務器程序,并在PC機運行Modbus測試軟件(如Modbus Poll),進行聯(lián)機測試。除實機聯(lián)調(diào)外,還可以直接在PC機上運行川崎公司提供的K-Roset模擬軟件進行模擬仿真調(diào)試,功能與實機基本沒有區(qū)別,并且更方便。

使用K-Roset模擬軟件和Modbus Poll測試ModbusTCP服務器程序的步驟如下:
1、啟動K-Roset模擬軟件,新建項目或打已存在項目,讀取編寫完成的ModbusTCP服務器程序數(shù)據(jù)文件(.as),將程序同步至機器人。

2、顯示示教器,在示教器上通過輔助設置0812將以太網(wǎng)端口Port1 IP地址和子網(wǎng)掩碼設置為與PC機當前使用的網(wǎng)卡相同的地址;查看輔助設置0611中的設置的輸出信號、輸入信號、內(nèi)部信號數(shù)量和設置0603中專用信號分配,據(jù)此設置ModbusTCP服務器程序文件中對應的參數(shù);通過輔助設置081001啟動程序文件在后臺開始運行。


3、啟動Modbus測試軟件Modbus Poll,設置連接參數(shù)并連接K-Roset仿真。連接參數(shù)設置中的IP地址設置與第2步設置相同,端口號設置為ModbusTCP服務器程序文件中設置的服務器端口號。

4、Modbus Poll與K-Roset連接成功后,在Modbus Poll通過Setup->Read/Write Definition中的各項功能,或通過菜單的Functions下的各子功能,逐項測試Modbus功能。


Modbus POLL測試服務器通過后,即可按相同配置進行網(wǎng)關參數(shù)設定。
網(wǎng)關配置
打開網(wǎng)關配置軟件“Gateway Configuration Studio”新建項目選擇PN2MTS

選擇模式后首先點擊Port0設定網(wǎng)關在Profinet一側(cè)的IP地址(實際會跟隨設備名稱改變)

設置網(wǎng)關在Profient一側(cè)的設備名稱

設置網(wǎng)關在ModbusTCP一側(cè)的IP地址,與機器人通訊設置保持同一網(wǎng)段即可。
和ModbusPOLL一樣填寫機器人的IP地址

添加同樣的功能碼


添加同樣的起始地址及數(shù)量。

確認無誤后將配置下載進入網(wǎng)關。打開PLC組態(tài)軟件進行Profient設置。
PLC配置
打開西門子PLC組態(tài)軟件博圖設置網(wǎng)關Profinet一側(cè)的參數(shù)配置,首先導入網(wǎng)關GSD文件并設置PLC的IP地址

在網(wǎng)絡視圖中點擊模塊,設置網(wǎng)關的IP地址和設備名稱

添加網(wǎng)關用到的數(shù)據(jù)輸入輸出長度

設置好分配的IQ地址,確認無誤后下載到PLC
到此網(wǎng)關通訊配置全部完成,所有設備全部上電即可正常工作。
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