基于西門子S7-300與ABB機(jī)器人Profibus-DP通信探討

李帶榮

【摘要】西門子S7-300PLC與ABB機(jī)器人通訊接口采用相應(yīng)的通訊線纜連接后，在PLC編程軟件中進(jìn)行相應(yīng)的通信配置，并編寫梯形圖程序進(jìn)行通訊測(cè)試。結(jié)果表明西門子S7-300PLC與ABB機(jī)器人采用Profibus協(xié)議通訊，可以在節(jié)約成本的前提下實(shí)現(xiàn)較高的通訊速率，通訊過程可靠穩(wěn)定，安全性較好。

【關(guān)健詞】 s7-300 ABB Profibus 通訊

一、 引言

Profibus一種開放式的現(xiàn)場(chǎng)總線，由Simens公司制定，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化各個(gè)行業(yè)，主要有Profibus-DP， ProfibusPA， Profibus-FMS等三種類型，其中Profibus-DP主要應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)各設(shè)備之間的通訊，特點(diǎn)是通訊速率高，成本低，安全性較好[1]。

PROFIBUS—DP分為主站和從站，主站對(duì)從站發(fā)出讀寫等指令，從站不停的循環(huán)掃描，接收到主站的指令后進(jìn)行相應(yīng)的回復(fù)[2]。

為了提高生產(chǎn)效率和智能制造水平，ABB機(jī)器人在智能工廠得到了越來越多的應(yīng)用，主要用來替代操作工人繁瑣的體力勞動(dòng)。ABB機(jī)器人作為主控制系統(tǒng)，還要檢測(cè)輔助控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)，因此需要與底層設(shè)備PLC進(jìn)行通訊。S7-300是Simens公司生產(chǎn)的可編程序控制器，具有模塊化結(jié)構(gòu)、分布式配置、電磁抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[3]，廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域。本文以ABB IRB120為例，對(duì)ABB機(jī)器人與西門子S7-300之間進(jìn)行Profibus-DP通訊進(jìn)行探討。

二、S7-300與ABB IRB120通信配置

2.1 S7-300通訊組態(tài)配置

將ABB IRB120與西門子S7-300采用對(duì)應(yīng)的通訊線纜連接之后，需要在SIMATIC STEP 7軟件中對(duì)PLC的串口進(jìn)行通信組態(tài)配置，如圖1所示：

圖1中，在模塊中添加DP接口，選擇DP屬性框，激活DP Master選項(xiàng)，將西門子S7-300PLC設(shè)置為DP主站。在選擇DP屬性里的configuration，配置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)類型、地址等參數(shù)，保存配置并下載到PLC中。

2.2 ABB IRB120 GSD文件安裝

為了保證Profibus設(shè)備可以即插即用，不同的設(shè)備廠商使用基于GSD的組態(tài)工具將自己生產(chǎn)的設(shè)備集成在同一總線系統(tǒng)中，ABB公司也根據(jù)Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線的規(guī)范開發(fā)了自己的GSD文件[4]。GSD文件可以分為一般規(guī)范、與DP主站相關(guān)的規(guī)范和與DP從站相關(guān)的規(guī)范。一般規(guī)范包括生產(chǎn)廠商和設(shè)備的名稱、硬件和軟件的版本狀況、支持的波特率、總線插頭的信號(hào)分配等；與DP主站有關(guān)的規(guī)范包括只運(yùn)用于DP主站的各項(xiàng)參數(shù)（如連接從站的最多臺(tái)數(shù)或上裝和下裝能力）。與DP從站有關(guān)的規(guī)范包括與從站有關(guān)的一切規(guī)范（如輸入/輸出通道的數(shù)量和類型、中斷測(cè)試的規(guī)范以及輸入/輸出數(shù)據(jù)一致性的信息）。

在STEP 7軟件中找到安裝GSD選項(xiàng)，選擇相應(yīng)的ABB機(jī)器人GSD文件并安裝，如圖2所示：

2.3 ABB工作站組態(tài)配置

安裝完GSD文件后，此時(shí)STEP軟件已經(jīng)可以識(shí)別出相應(yīng)的Profibus設(shè)備，可以在目錄里看到ABB IRB120設(shè)備，將ABB IRB120作為從站掛載到主站下方，如圖3所示：

三、通信測(cè)試

硬件連接和軟件配置完成之后，需要對(duì)通訊進(jìn)行測(cè)試，在S7-300PLC中編寫梯形圖程序，發(fā)送控制信號(hào)給ABB IRB120，并接受從站返回的信息。梯形圖程序如圖4所示。

四、結(jié)論

ABB公司根據(jù)Profibus協(xié)議開發(fā)了相應(yīng)的GSD文件，使ABB機(jī)器人成為支持Profibus協(xié)議的即插即用設(shè)備，在實(shí)際工程應(yīng)用中十分靈活，效率很高。

由于Profibus-DP是主從通訊協(xié)議，因此在使用前必須在軟件中進(jìn)行相應(yīng)的主站和從站配置，數(shù)據(jù)格式、類型必須一致[5]。本文中采用的是西門子PLC作為主站，ABB機(jī)器人作為從站，實(shí)際應(yīng)用中也可以ABB機(jī)器人作為主站，西門子PLC作為從站。在STEP 7軟件中完成串口的配置后，還需要對(duì)通訊進(jìn)行測(cè)試，避免出現(xiàn)意外情況。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉志堅(jiān)， 陳巨喜， 鄭西. 基于Profibus-DP的西門子S7—300 PLC與ABB 800XA數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)[J]. 自動(dòng)化信息， 2012（5）：82-83.

[2] 鐘杰， 尹文欣， 倪君. ABB AC800F與Siemens S7300通訊編程[J]. 水泥技術(shù)， 2011（6）：108-109.

[3]趙長(zhǎng)安. 用西門子CP341實(shí)現(xiàn)ABB DCS與S7-300PLC通訊[J]. 科研， 2016（11）：00003-00003.

[4]王明睿， 聞福岳. 雅馬哈四軸機(jī)器人與西門子S7-300PLC控制策略[J]. 制造業(yè)自動(dòng)化， 2013（24）：30-31.

[5]成超英. 如何通過Profibus總線與ABB變頻器實(shí)現(xiàn)S7-300的通信原理與實(shí)現(xiàn)方法[J]. 中國機(jī)械， 2014（22）：189-190.