基于OPC UA的ABB工业机器人通信测试

2020-12-23刘文光张铭铭

机电信息 2020年32期

刘文光张铭铭

（1.济南职业学院，山东济南250103；2.青岛市中心医院，山东青岛266042）

0 引言

OPC UA是一个开放的跨平台架构，由全世界30多家知名制造企业联合开发，具有较高的安全性和可靠性，为自动化生产系统提供了新的信息模型和抽象体系结构，将复杂的数据类型嵌入到服务器地址空间中，支持大量的通用服务，已成为工业4.0阶段的通信标准[1]。

本测试利用OPC UA通信实现如下功能：将ABB工业机器人的IRC5控制器设为OPC UA服务器，利用UaExpert作为OPC UA客户端，在RobotStudio仿真环境下实现ABB工业机器人系统和客户端的通信，同时还可实现在客户端控制工业机器人启停，读取工业机器人运行状态信息。

1 在RobotStudio中创建ABB工业机器人系统，添加需要通信的数据并编程

在RobotStudio中创建ABB工业机器人系统，选择系统选项“616-1 PC interface”和“623-1 Multitasking”。

新建RAPID例行程序控制TCP的运动轨迹，利用clock型程序数据clock1记录TCP每个周期的运动时间。添加num型可变量nCycleTime，利用功能ClkRead（）将clock1中记录的周期时间值赋给nCycleTime。

添加虚拟输入输出vdi_start、vdi_stop、vdo_motoron、vdo_start和vdo_stop，其中vdo_start和vdo_stop的Access Level 设置为All，使得所有本地客户端和远程客户端都拥有对vdo_start和vdo_stop的写入权限。添加2个Cross Connection：start1和stop1，如图1、图2 所示。添加两个System Input：vdi_start_Start和vdi_stop_Stop，将虚拟输入vdi_start与系统输入Start关联，将虚拟输入vdi_stop与系统输入Stop关联。添加1个System Output：vdo_motoron_MotorOn，将虚拟输出vdo_motoron与系统输出Motors On关联。

图1 Cross Connection：start1

新建bool型可变量flag1。新建例行程序set_flag1（）和reset_flag1（）。在set_flag1（）中将flag1 赋值为TRUE，在reset_flag1（）中将flag1赋值为FALSE。添加4个Event Routine：START_set_flag1 、RESTART_set_flag1 、STOP_reset_flag1 和QSTOP_reset_flag1。START_set_flag1和RESTART_set_flag1分别用于启动和重启时将flag1赋值为TRUE，STOP_reset_flag1和QSTOP_reset_flag1分别用于停止和急停时将flag1赋值为FALSE。

图2 Cross Connection：stop1

添加Task t2，在Task t2中编写程序实现启停控制，程序调试无误后将其Type设为Semistatic。

2 将IRC5设为OPC UA服务器

打开IRC5 OPC UA Server Config Tool，单击，单击Add New Alias，单击。勾选System Name，单击，单击。单击，在弹出的OPC Server restart窗口中单击。单击，输入获取OPC Server数据读写权限的用户名和密码，在Username对话框中输入Default User，在Password对话框中输入robotics。单击，记录下IRC5的URL。

3 利用UaExpert作为OPC UA客户端

如需开发OPC UA客户端，可从UaExpert中查看节点的通用属性，NodeId用于在地址空间中唯一确定和定位一个节点；NodeClass定义节点类别；BrowseName用于浏览地址空间时标识节点；DisplayName表示节点名称；Description表示节点的本地化描述；WriteMask 定义节点属性是否可被修改；UserWriteMask定义当前用户是否可修改节点属性[2]。