基于OPC UA的ABB工業機器人通信測試

劉文光 張銘銘

（1.濟南職業學院，山東濟南250103；2.青島市中心醫院，山東青島266042）

0 引言

OPC UA是一個開放的跨平臺架構，由全世界30多家知名制造企業聯合開發，具有較高的安全性和可靠性，為自動化生產系統提供了新的信息模型和抽象體系結構，將復雜的數據類型嵌入到服務器地址空間中，支持大量的通用服務，已成為工業4.0階段的通信標準[1]。

本測試利用OPC UA通信實現如下功能：將ABB工業機器人的IRC5控制器設為OPC UA服務器，利用UaExpert作為OPC UA客戶端，在RobotStudio仿真環境下實現ABB工業機器人系統和客戶端的通信，同時還可實現在客戶端控制工業機器人啟停，讀取工業機器人運行狀態信息。

1 在RobotStudio中創建ABB工業機器人系統，添加需要通信的數據并編程

在RobotStudio中創建ABB工業機器人系統，選擇系統選項“616-1 PC interface”和“623-1 Multitasking”。

新建RAPID例行程序控制TCP的運動軌跡，利用clock型程序數據clock1記錄TCP每個周期的運動時間。添加num型可變量nCycleTime，利用功能ClkRead（）將clock1中記錄的周期時間值賦給nCycleTime。

添加虛擬輸入輸出vdi_start、vdi_stop、vdo_motoron、vdo_start和vdo_stop，其中vdo_start和vdo_stop的Access Level 設置為All，使得所有本地客戶端和遠程客戶端都擁有對vdo_start和vdo_stop的寫入權限。添加2個Cross Connection：start1和stop1，如圖1、圖2 所示。添加兩個System Input：vdi_start_Start和vdi_stop_Stop，將虛擬輸入vdi_start與系統輸入Start關聯，將虛擬輸入vdi_stop與系統輸入Stop關聯。添加1個System Output：vdo_motoron_MotorOn，將虛擬輸出vdo_motoron與系統輸出Motors On關聯。

圖1 Cross Connection：start1

新建bool型可變量flag1。新建例行程序set_flag1（）和reset_flag1（）。在set_flag1（）中 將flag1 賦 值 為TRUE，在reset_flag1（）中將flag1賦值為FALSE。添加4個Event Routine：START_set_flag1 、RESTART_set_flag1 、STOP_reset_flag1 和QSTOP_reset_flag1。START_set_flag1和RESTART_set_flag1分別用于啟動和重啟時將flag1賦值為TRUE，STOP_reset_flag1和QSTOP_reset_flag1分別用于停止和急停時將flag1賦值為FALSE。

圖2 Cross Connection：stop1

添加Task t2，在Task t2中編寫程序實現啟停控制，程序調試無誤后將其Type設為Semistatic。

2 將IRC5設為OPC UA服務器

打開IRC5 OPC UA Server Config Tool，單擊，單擊Add New Alias，單擊。勾選System Name，單擊，單擊。單擊，在彈出的OPC Server restart窗口中單擊。單擊，輸入獲取OPC Server數據讀寫權限的用戶名和密碼，在Username對話框中輸入Default User，在Password對話框中輸入robotics。單擊，記錄下IRC5的URL。

3 利用UaExpert作為OPC UA客戶端

如需開發OPC UA客戶端，可從UaExpert中查看節點的通用屬性，NodeId用于在地址空間中唯一確定和定位一個節點；NodeClass定義節點類別；BrowseName用于瀏覽地址空間時標識節點；DisplayName表示節點名稱；Description表示節點的本地化描述；WriteMask 定義節點屬性是否可被修改；UserWriteMask定義當前用戶是否可修改節點屬性[2]。

4 結語

本測試實現了作為OPC UA服務器的ABB工業機器人IRC5控制器與作為OPC UA客戶端的UaExpert之間的通信，可以在OPC UA客戶端遠程監控ABB工業機器人。下一步的工作，可探索實現不同廠家的工業機器人、PLC、各種嵌入式設備之間數據通信的統一操作。