ABB工業(yè)機(jī)器人操作與編程課件第3章-工業(yè)機(jī)器人IO通信

I/Ocommunicationofindustrialrobot工業(yè)機(jī)器人I/O通信主講人：梁盈富01工業(yè)機(jī)器人I/O通信與I/O板ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板應(yīng)用02CONTENTS目錄01工業(yè)機(jī)器人I/O通信與I/O板一、常用的I/O通訊工業(yè)機(jī)器人I/O系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用中占有及其重要的位置，它是機(jī)器人與周邊外圍設(shè)備完成信息交互的主要通道。在一個機(jī)器人工作站中，一般機(jī)器人本體的成本大約占1/3，而外圍設(shè)備及工業(yè)軟件占2/3，機(jī)器人要實現(xiàn)相關(guān)功能的控制，就需要有相應(yīng)的輸入輸出部件完成相應(yīng)的功能。ABB機(jī)器人提供了多種接口，支持多種協(xié)議，可以輕松實現(xiàn)與外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。其中有不同廠商推出的現(xiàn)場總線協(xié)議如PRofibus、DeviceNet、PROFIBUS-DP、PROFINET等需要根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇。DeviceNet通信。通信協(xié)議是由美國Allen-Bradley公司（后被Rockwell自動化公司合并）所開發(fā)，它是一個簡單、廉價而高效的通信協(xié)議，是適用于底層的一種現(xiàn)場總線。PRofibus通信。Profibus是一個廣泛應(yīng)用在自動化技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，在1987年由德國西門子公司等十四家公司及五個研究機(jī)構(gòu)所推動，它是程序總線網(wǎng)絡(luò)（PROcessFIeldBUS）的簡稱，是一種國際化、開放式、不依賴于生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線。PROFINET通信。是一種新的以太網(wǎng)通信系統(tǒng)，是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動化總線標(biāo)準(zhǔn)。Modbus通信。是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司（現(xiàn)在的施耐德電氣SchneiderElectric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表。RS-232通信。是常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)之一，它是由美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)公司、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機(jī)終端生產(chǎn)廠家于1970年共同制定。數(shù)字I/O硬接線。工業(yè)機(jī)器人中將按鈕、行程開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及電磁閥、繼電器等設(shè)備通過端子的形式與機(jī)器人I/O接口相連接，對其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集或控制。

I/O接口電路主要完成以下兩方面的功能：

（1）進(jìn)行必要的電隔離，其隔離措施一般采用光電耦合隔離，防止高頻干擾信號的竄入影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和強(qiáng)電對系統(tǒng)的破壞。

（2）進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。

開關(guān)輸入/出接口電路如下圖所示：開關(guān)量信號輸入接口電路開關(guān)量信號輸出接口電路

ABB標(biāo)準(zhǔn)的I/O板提供了數(shù)字信號輸入DI、數(shù)字信號輸出DO，模擬信號輸入AI，模擬輸出信號AO以及輸送鏈跟蹤單元。如下表所示：常用ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板二ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板在使用時需要設(shè)置相應(yīng)的輸入輸出信號參數(shù)后才可以正常使用，需要設(shè)定的參數(shù)包括I/O模塊單元、I/O信號，設(shè)置完成后需要重啟系統(tǒng)后生效。在系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)配置的I/O單元需要設(shè)置的參數(shù)至少包括以下4個。標(biāo)準(zhǔn)I/O板參數(shù)設(shè)置表I/O標(biāo)準(zhǔn)版參數(shù)設(shè)置完成后，需要對I/O標(biāo)準(zhǔn)板上的信號進(jìn)行定義，設(shè)置一個數(shù)字I/O信號需要定義的參數(shù)至少包括以下4個。

I/O信號參數(shù)設(shè)置表1ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC651DSQC651板主要提供8個數(shù)字量輸入，8個數(shù)字量輸出和2個模擬量輸出信號的處理，如圖所示，它有X1、X3、X5、X6四個模塊接口、模塊狀態(tài)指示燈、數(shù)字輸入信號指示燈及數(shù)字輸出信號指示燈。X1接口各引腳定義及地址分配表X3接口各引腳定義及地址分配表X6接口各引腳定義及地址分配表X6接口其內(nèi)部電路如下圖所示，方框內(nèi)部為DSQ651板的接口電路電壓輸出范圍為0～10V。

DSQC651板X6接口電路圖X5接口為DeviceNet總線接口，是掛在DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的，該端口用來設(shè)定模塊在網(wǎng)絡(luò)中的地址。其接口上各引腳的定義見下表，其中，編號6～12的跳線用來決定該I/O模塊在DeviceNet總線中的地址，使用該模塊時必須要設(shè)置地址，地址范圍在10～63。

DSQC651板X5接口電路圖

X5接口各引腳定義地址設(shè)定方法如圖所示，剪掉相應(yīng)的引腳跳線，即可設(shè)定相應(yīng)的模塊地址，如將8號引腳和10號引腳的跳線剪掉，該模塊的地址被設(shè)定為10（8+2）。2ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC652DSQC652板如下圖所示，主要提供16個數(shù)字輸入信號和16個數(shù)字輸出信號的處理。其X5端子接口、功能及地址設(shè)置方法與DSQC651相同。

X1、X2接口各引腳定義及地址分配表X3接口與X4接口分別包括8個數(shù)字輸入信號，典型的輸入電壓為24VDC，輸入電壓范圍為：高電平“1”為15～35V，低電平“0”為-35～5V，輸入電流為5.5mA。X3接口地址分配與DSQC651的X3接口相同，X4接口引腳的定義及地址分配見下表。

X4接口各引腳定義及地址分配表3ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC653DSQC653板如下圖所示，主要提供8個數(shù)字輸入信號和8個數(shù)字繼電器輸出信號的處理。其X3接口（10～16腳未使用）、X5接口功能與DSQC651相同。

X1接口各引腳定義及地址分配表其接口電路圖如下圖所示，以O(shè)UTPUTCH1A，OUTPUTCH1B為例。

DSQC653板X1接口電路4ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC355ADSQC355A主要提供了4個模擬量輸入信號和4個模擬量輸出信號的處理，其接口及功能如下圖所示。DSQC355A板端口組成

X7接口各引腳定義及地址分配表

X8接口各引腳定義及地址分配表

X3接口各引腳定義DSQC355A的X5接口為DeviceNet接口，其功能模塊地址設(shè)置方法與DSQC651板相同。5ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC377ADSQC377A板為輸送鏈跟蹤單元，主要提供機(jī)器人輸送鏈跟蹤功能所需要的編碼器與同步開關(guān)信號的處理，其部分接口功能下圖所示，A-X20編碼器與同步開關(guān)端子，B-X5DeviceNet接口，C-X3供電電源接口。

X20接口各引腳定義02ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板應(yīng)用一、DSQC651板及信號配置1.DSQC651板參數(shù)設(shè)定。ABB標(biāo)準(zhǔn)的I/O板都是掛接在DeviceNet的現(xiàn)場總線下的設(shè)備，通過X5端口與DeviceNet的現(xiàn)場總線進(jìn)行通信，定義DSQC651板總線連接的相關(guān)參數(shù)見下表。DSQC651板參數(shù)設(shè)置表DSQC651板參數(shù)設(shè)定步驟如下：2.數(shù)字量輸入信號的定義。DSQC651板數(shù)字輸入信號需要設(shè)定的相關(guān)參數(shù)見表見下表。DSQC651板數(shù)字輸入信號相關(guān)參數(shù)下面以數(shù)字輸入信號Dig1設(shè)定為例，介紹數(shù)字輸入信號的設(shè)置過程：3.數(shù)字量輸出信號的定義。DSQC651板數(shù)字輸出信號需要設(shè)定的相關(guān)參數(shù)見表見下表。DSQC651板數(shù)字輸出信號相關(guān)參數(shù)下面以數(shù)字輸出信號Dog1設(shè)定為例，介紹數(shù)字輸入信號的設(shè)置過程：4.數(shù)字組輸入信號的定義。組輸入信號就是將幾個數(shù)字開關(guān)量輸入信號進(jìn)行組合起來使用，用于接收外圍設(shè)備的輸入信號。組信號的使用可以大大提高信號的利用率，例如，3位數(shù)字開關(guān)信號可以表示外圍3種開關(guān)器件的狀態(tài)，而3位數(shù)字開關(guān)信號的組合可以表示8中狀態(tài)。以DSCQ651板端口5～7（地址4～6）為例，組信號名稱為Grdi1其組合后的狀態(tài)見下表。Grid1組輸入信號狀態(tài)表組輸入信號需要設(shè)置的相關(guān)參數(shù)與數(shù)字輸入信號設(shè)定的參數(shù)一致，不同的是其DeviceMapping參數(shù)設(shè)置的地址為某個地址范圍，且該地址范圍不能與已使用過的地址重復(fù)，現(xiàn)以Grdi1組輸入信號為例，介紹組輸入信號的設(shè)置過程。4.數(shù)字組輸出信號的定義。數(shù)字組輸出信號的參數(shù)與數(shù)字輸出信號的參數(shù)是一致的，不同的是其DeviceMapping參數(shù)設(shè)置的地址為某個地址范圍，且該地址范圍不能與已使用過的地址重復(fù)，以DSCQ651板端口4～6（地址35～37）為例，介紹組輸出信號Gro1的設(shè)置，5.模擬量輸出信號定義。DSQC651板帶有兩路模擬輸出信號，可對外部模擬量進(jìn)行控制，模擬信號需要設(shè)置的參數(shù)見下表。模擬輸出信號的相關(guān)參數(shù)下面以模擬信號Ano1為例，介紹模擬輸出信號的設(shè)置過程：二、信號的監(jiān)控、仿真與強(qiáng)制1.將信號配置為常用I/O信號?？梢詫⒁讯x的信號根據(jù)需要將某些常用信號配置為常用I/O信號，配置常用I/O信號的操作步驟。2.對數(shù)字輸入/組輸入信號進(jìn)行仿真。以所定義的Dig1及Grdi1信號為例，對輸入信號的仿真操作如下:3.對數(shù)字輸出/組輸出及模擬輸出信號進(jìn)行強(qiáng)制操作。以所定義的Dog1、Gro1及Ano1信號為例，對輸出信號的強(qiáng)制操作:三、使用示教器可編程按鈕示教器上的可編程按鈕可以和I/O信號進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以方便對I/O信號進(jìn)行仿真或強(qiáng)制操作，示教器上的可編程按鍵如圖所示?，F(xiàn)已可編程按鍵配置為數(shù)字輸出信號Dog1為例，其配置過程如下：“按下按鍵”下拉列表框中有多種按鍵方式可以選擇，具體說明如下：

1.切換：每按一次按鍵，信號在1和0之間切換。

2.設(shè)為1：按下按鍵，將信號置位1。3.設(shè)為0：按下按鍵，將信號置位0。4.按下/松開：長按按鍵，信號為1，松開后信號為0。5.脈沖：按下按鍵，信號為1，然后自動重置為0，產(chǎn)生一個高脈沖信號。四、系統(tǒng)輸出與I/O信號的關(guān)聯(lián)ABB機(jī)器人定義了固定的機(jī)器人系統(tǒng)輸入輸出信號，將機(jī)器人輸入信號與外部數(shù)字輸入信號進(jìn)行連接，可實現(xiàn)外部信號對機(jī)器人系統(tǒng)的控制，如機(jī)器人電機(jī)上電、機(jī)器人上電并運(yùn)行、運(yùn)行機(jī)器人程序等；也可以通過機(jī)器人系統(tǒng)輸出狀態(tài)信息控制某些外圍設(shè)備的動作，如氣爪的打開關(guān)閉，電磁閥的開關(guān)，傳送帶的啟停等。

機(jī)器人系統(tǒng)輸入是指通過外部某個數(shù)字輸入信號來控制機(jī)器人的某種運(yùn)行狀態(tài)，機(jī)器人系統(tǒng)輸出是指通過機(jī)器人的某種運(yùn)行狀態(tài)控