基于西门子S7-1200FC PLC与松下机器人Profinet通信实现机器人外部自动控制应用

⒈训练主题

通过西门子S7-1200 PLC与松下机器人Profinet通信实现机器人的外部自动化控制，应用中程序的调配采用二进制方式，同时PLC需要采集机器人安全作业原点（Home点），保证机器人安全作业，通过PLC的编程调试和机器人的配置实现上述功能。

⒉软硬件配置

⑴硬件配置

①机器人控制系统：TM1800G3机器人：YA-1VAR81；机器人连接电缆：TSMWU894LM；电缆单元：TSMWU600；200V/380V变压器：TSMTR010HGG；RT轴焊丝盘架（刚用）：TSMYU204；校枪尺：AXU01727T；机器人通信装置（Profinet）：TSMYU965，产品实物如下图。

②西门子PLC：CPU 1214FC DC/DC/RLY，型号：6ES7 214-1HF40-0XB0。

③按钮：若干。

④调试电脑1台，注意电脑IP地址在同一个网段（IP：192.168.0.***），子网掩码为：255.255.255.0。

⑵软件配置

①博途软件：TIA Portal V15，版本：V15

②松下机器人GSD说明文件：GSDML-V2.3-HMS-ABSPRT-20160826.xml

⒊PLC组态和配置

本应用设置8byte输组态入/输出共计各64位。

⑴加载松下机器人GSD说明文件

点击“选项(N)-管理通用站描述文件(GSD)(D)”，如下图加载松下机器人GSD文件（图示已加载）。

⑵组态西门子PLC（CPU 1214FC）和松下机器人说明文件

在“设备和网络”界面，添加PLC模块（此处添加方法不赘述），将如下图所示将“RT Migration”拖入设备网络视图界面。

拖住PLC端口连接松下机器人通信端口，创建通信连接如下图。

⑶对机器人RT Migration模块分配设备名称

右击RT Migration模块通信区域选择“分配设备名称”，如下图点击“更新列表”，博途通过网络检索机器人并显示相关信息（注意：如果不能分配名称，需先根据后文机器人示教器设置机器人Profinet通信IP地址），点击“分配名称”即完成机器人设备名称分配。

⑷分配机器人I/O地址

双击ABS-PRT（机器人RT Migration模块），如下图在“设备视图”将右侧“模块-InputOutput 0008 bytes”拖入插槽1中，并将“I地址”和“Q地址”均改为“70…77”。

⑸PLC及松下机器人IP地址及设备名称分配

如下图所示为PLC的IP地址和设备名称的分配。

如下图所示为机器人的IP地址和设备名称（机器人示教器不含设备名称分配，由PLC通过IP地址分配）的分配。

⑹编译和下载配置

如下图右击PLC主体（此处为“PLC1_1[CPU 1214FC DC/DC/RLY]”），选择“编译-硬件和软件（仅更改）”进行程序下载前的编译。

再次右击PLC主体（此处为“PLC1_1[CPU 1214FC DC/DC/RLY]”），选择“下载到设备(L)-硬件和软件（仅更改）”进行程序下载。

⒋松下机器人配置

⑴将机器人Profinet通信板卡安装到如下图示位置，并用提供的螺母固定。如下图右侧用导线将状态输入第1个端子“STATUS IN 1”与输出的第1个端子（OUT 1）连接。

⑵首次登录及密码

如下图在顺序菜单选择“设定-扩展设定-用户ID”在弹出“登录”界面，“用户ID”在“浏览”中选择“robot”，“密码”首次使用时为“0000”。

⑶配置Profinet通信IP地址及设置

如下图在菜单栏点击“设定-管理设定-系统-PROFINET-编辑”依次弹出如下界面。

在上图界面，点击“设定”，在弹出界面如下图设置机器人IP地址和子网掩码，注意IP地址和子网掩码需与PLC组态设置的松下机器人IP地址和子网掩码相一致，之后根据提示选择“OK”等直至退出设置。

说明：对Profinet设置界面配置很关键，部分参数说明如下：

①“状态IO”-“分配”选择“结束”，表示将通信的8byte的最后1个字节8位用于“状态IO”此设置可节约机器人通用IO用于控制其它设备如清枪器等；

②“通用I/O分配”“输入”和“输出”分别为“1-56”；

③“伺服ON输出”为“1”，与上图“用导线将状态输入第1个端子“STATUS IN 1”与输出的第1个端子（OUT 1）连接”的位置相一致。

⑷机器人以二进制方式外部自动调用焊接程序配置

如下图在菜单栏点击“设定-基本设定-程序启动方式”依次弹出如下界面并按图示设置。

由于机器人输入/输出前8位被用于“状态输入”和“状态输出”，本文采用“二进制”方式调用焊接程序，通用输入/输出均从第9位开始且分配8位共计可调用255个焊接程序，也即“通用输入009-通用输入 0016”和“通用输出009-通用输出 0016”。分配根据提示进行，同时将“通用输入0017”和“通用输出 0017”分配为“选通”，分配完成显示的“程序选择启动”和对应的“输入端子”如下图所示。

显示的“程序选择应答”和对应的“输出端子”如下图所示。

点击“OK”,之后根据提示退出配置。

⒌PLC与松下机器人联调

根据上文叙述，建立PLC与松下机器人映射的关联地址如下表所示。