西门子PLC高级项目应用 课件 第5、6章 机器人码垛的自动控制、基于WinCC的混凝土搅拌设备控制

01项目介绍DeviceNet通信实现PROFINET通信实现机器人码垛的自动控制0203项目描述控制要求通过控制面板上的按钮启动机器人将物料盘上的6个方块放置到空的物料盘上。具体要求如下：按下控制面板上的绿色自保持按钮，机器人上电，同时绿色自保持按钮的指示灯变亮。再按下绿色自复位按钮，绿色自复位按钮的指示灯变亮，机器人延时2秒后开始码垛工作。按下红色自复位按钮，红色自复位按钮的指示灯变亮，机器人工作暂停，绿色自复位按钮的指示灯熄灭；再次按下绿色自复位按钮，绿色自复位按钮的指示灯变亮，机器人继续码垛工作，红色自复位按钮的指示灯熄灭。DeviceNet通信实现DeviceNet通信DeviceNet通信是由美国Allen-Bradley公司(后被Rockwell自动化公司合并)所开发,它是一个简单、廉价而高效的通信协议,是自动化领域常见的一种网络通信方式，ABB工业机器人可基于DeviceNet网络建立与西门子PLC通信的网络。ABB标准I/O板最常用的ABB标准I/O板DSQC651和DSQC652，本任务使用DSQC652板，其主要提供16个数字输入信号和16个数字输出信号的处理。ABB机器人信号分配信号名称工业机器人I/O地址功能说明对应硬件信号类型QuickChange0控制快换装置信号。DSQC652输出Grip2控制夹爪工具信号。DSQC652输出RobMotorOn0电机上电信号。DSQC652输入RobStart1机器人运行信号。DSQC652输入RobStop2机器人停止信号。DSQC652输入ABB机器人信号设置配置板卡ABB机器人信号设置配置板卡ABB机器人信号设置配置信号ABB机器人信号设置配置信号ABB机器人系统信号设置ABB机器人程序数据建立取料盘6个物块的位置数据，存放在数组pq中；放料盘6个即将放置物块的位置数据，存放在数组pf中。取放工具的位置数据存放在pTool中。ABB机器人程序抓取夹具程序GetToolABB机器人程序从取料盘依次取物块放置放料盘中，使用For循环指令完成该操作ABB机器人程序放置夹具程序PutToolABB机器人程序主程序IO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.0（上电按钮）绿色自保持按钮1Q0.0绿色自保持按钮指示灯2I0.1（运行按钮）绿色自复位按钮2Q0.1绿色自复位按钮指示灯3I0.2（暂停按钮）红色自复位按钮3Q0.2红色自复位按钮指示灯

4Q0.3电机上电

5Q0.4机器人运行

6Q0.5机器人停止PLC编程PROFINet通信实现通信连接本任务中S7-1200PLC和ABB机器人的信号交互是PROFINET通信协议来实现的，两者通过网线连接。PROFINET介绍PROFINET是针由PI推出的一种开放式的工业以太网标准，主要用于工业自动化和过程控制领域，符合IEEE802.3规范下的内容，具备自动协商、自动交叉的功能。它是一种基于以太网的技术，因此具有和标准以太网相同的一些特性如全双工、多种拓扑结构等，其速率可达百兆或千兆。PROFINET通信要求（1）博途软件安装ABBGSD文件ABB公司根据PROFINET现场总线的规范开发了自己的GSD文件，包括制造商和设备的名称、硬件和软件的版本状态等，保证了PROFINET设备的即插即用。在博途软件中完成PLC的配置后，需要加载相应的robotGSD文件，然后在硬件配置中添加robot模块的配置。同时，需要配置通信图像区域模块。（2）机器人示教器的设置首先，验证ABB工业机器人是否具有支持PROFINET软件选项，如888-2、888-3、840-3选项，这三个选项在使用上有些许差异。（3）设置ABB机器人的IP地址，将其和PLC置于同一网段。硬件连接机器人控制柜的网线连接使用888-3PROFINETDevice做从站，将网线连接到机器人主机内X5口上。博途软件配置博途软件配置添加机器人设备后的PLC网络视图博途软件配置根据实际通讯需要添加通讯数据的长度，这里添加输入和输出都是64个字节，并设置输入输出的PLC地址，起始地址为100。博途软件配置更改机器人的IP和名称，PLC和机器人的PROFINET通信连接成功。IO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.0（上电按钮）绿色自保持按钮1Q0.0绿色自保持按钮指示灯2I0.1（运行按钮）绿色自复位按钮2Q0.1绿色自复位按钮指示灯3I0.2（暂停按钮）红色自复位按钮3Q0.2红色自复位按钮指示灯

4Q100.0电机上电

5Q100.1机器人运行

6Q100.2机器人停止PLC编程机器人通信配置“控制面板>配置”，进入下图所示界面，该界面的主题为“I/O”，需切换至“Communication”主题。机器人通信配置选择“IPSetting”机器人通信配置完成“IPSetting”机器人通信配置配置输入输出字节数，选择“PROFINETInternalDevice”。机器人通信配置进入“PROFINETInternalDevice”编辑界面，将InputSize和OutputSize都设置为64。机器人通信配置更改机器人站点名称，点击“IndustrialNetwork”机器人通信配置将PROFINETStationName设置为ABBRob，如下图所示，与PLC的组态模块名称一致。机器人通信配置添加三个数字量输入信号，分别为RobMotorOn_P、RobStart_P和RobStop_P，都绑定到名称为“PN_Internal_Device”的PROFINETInternalDevice设备。添加完成后重新启动机器人系统。谢谢大家01项目介绍WinCC控制电机WinCC可视化监控混凝土设备基于WinCC的混凝土搅拌设备控制0203项目描述控制要求通项目给混凝土搅拌设备做改造，为减少噪音和空气污染，将其放置在密闭空间内。同时为方便后期查看和检修，该空间设有前后两扇安全门。整个设备以西门子S7-1200PLC作为下位机，WinCCRTProfessional作为上位机，实现对混凝土搅拌设备的可视化监控,如图6-1所示。为简化模型，本系统忽略原料进入设备的过程，只需考虑电机运转带动搅拌器工作。WinCC界面可直接控制搅拌设备用电的通断，以及搅拌电机的启动和停止。此外，电机运转的动画需呈现在WinCC相应的界面上，设备的通电状态和两扇安全门的工作状态也能够在界面上呈现。。WinCC控制电机任务要求组态PLC和WinCC，点击WinCC画面上的绿色按钮，电源指示灯显示绿色，表示设备通电，再按下绿色按钮，电源指示灯显示白色，表示设备断电；当按下红色按钮，搅拌电机开始工作，电机表现为转动效果，再按下红色按钮，搅拌电机停止工作。WinCC和PLC通信WinCC与工业自动化系统的通讯是通过WinCC变量和PLC的过程值进行数据交换。为了采集过程值，WinCC通讯驱动程序向自动化系统发送请求报文，而自动化系统则在响应报文中将所请求的过程值传送给WinCC。建立WinCC与PLC间的通讯步骤（1）创建WinCC站与自动化系统间的物理连接。（2）在WinCC项目中添加适当的通道驱动程序。（3）在通道驱动程序适当的通道单元下建立与指定通讯伙伴的连接。（4）在连接下建立变量。画面创建（1）在项目导航中双击“屏幕>添加新画面”(Screens>AddNewScreen)。画面在项目中生成并显示在视图中。画面属性将显示在巡视窗口中。（2）输入一个有含义的画面名称。（3）在巡视窗口中组态画面属性：※指定画面是否基于模板以及基于哪个模板。※设置“背景色”和“画面号”。※在“工具提示”(Tooltip)下指定说明文本。※在工程组态系统的“层”下指定要显示的层。※在“动画”下指定动态画面更新。※选择“事件”(Events)，以定义在调用和退出画面或在发生其它事件时在运行系统中要执行的功能。基本对象基本对象包括诸如“线”、“圆”、“文本字段”或“图形视图”等基本图形对象。元素元素包括基本控制元素，例如“I/O字段”、“按钮”或“量表”等。变量WinCC使用两种类型的变量：※.内部变量WinCC内部使用的变量，与外部过程无关,无需建立过程驱动程序、通道单元和通道连接，使用数量不受限制。※.外部变量外部变量：外部过程为其提供数值，因此也叫做过程变量。外部变量是基于驱动程序通道元连接的，与自动化系统中的数据是相对应。通过外部变量，可以在自动化系统的组件之间（例如HMI设备和PLC之间）进行通信（数据交换）。IO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称

Q0.0电源指示灯Q0.0

Q0.1电机工作状态Q0.1添加WinCC在PC系统—SIMATICHMI应用软件下，选择WinCCRTProfessional。添加通信模块在通信模块—PROFINET/Ethernet下，将常规IE模块拖入到SIMATICPCstation中。PLC和WinCC组态连接WinCC界面布局将基本对象中的文本域拖入画面。按照上述方法分别添加文本“手动操作界面”、“电源状态”和“电机状态”，修改文本样式，字体调整为合适大小。WinCC界面布局将基本对象中的圆拖进画面，并调整其位置和大小WinCC界面布局添加上图圆形对象的动画外观WinCC界面布局绑定变量。将其和PLC中的电源指示灯变量进行绑定。WinCC界面布局设置颜色。在电源指示灯变量为0的情况下，设置圆的背景色为白色；在电源指示灯变量为1的情况下，设置圆的背景色为绿色。WinCC界面布局添加按钮。将元素下面的按钮拖进画面，并调整其位置和大小WinCC界面布局在按钮的常规属性下，修改按钮文本为绿色按钮在外观属性中将按钮背景色修改为绿色WinCC界面布局在按钮的事件选项中，选择“单击”事件WinCC界面布局选中编辑位下的取反位，然后绑定PLC的绿色按钮变量WinCC界面布局红色按钮的添加过程可参见绿色按钮的设置方式。WinCC界面布局在WinCC下，选中文本和图形列表选项。打开后的界面切换至图形列表，并设置名称为1#motor_Graphic_list。WinCC界面布局将4个蓝色边框的类似风扇的图形依次添加至图形列表条目中。WinCC界面布局将元素下的图形I/O域添加至画面中，调整其大小和位置。WinCC界面布局将其和PLC中的电机旋转变量进行绑定。WinCC界面布局添加图形列表，选择名称为“1#motor_Graphic_list”的图形列表WinCC界面布局这样就完成了电机动画的设置，至此，完成了本次任务的WinCC的布局和功能。PLC编程WinCC可视化监控混凝土设备通信连接安全门主要为了保护人和机器的使用安全而设计的，如果机器想要启动，就必须得让机器的防护门关上，一旦防护门打开，安全门开关会自动断开接点，切断所有电路，以防止事故发生。IO分配输入信号输出信号序号PLC输入点信号名称序号PLC输出点信号名称1I0.2前安全门检测信号1Q0.0电源指示灯2I0.3后安全门检测信号2Q0.1电机工作状态PLC编程WinCC界面布局WinCC