西门子S7-1200 控制器与ABB IRB120 工业机器人的TCP 通信研究

程 伟

（苏州健雄职业技术学院，江苏 太仓 215411）

引言

智能制造单元系统集成应用平台以汽车行业的轮毂为产品对象，由总控、仓储、工具、打磨、加工、检测、执行、分拣等8 个单元组成，安装在伺服驱动的导轨上的ABBIRB120 工业机器人抓取汽车轮毂模型，根据工作站流程系统要求，执行不同的相对应的动作[1]。设备使用了3 只西门子S7-1 200 CPU1212C DC/DC/DC控制器，三只PLC 之间可以使用西门子S7 单边通信进行数据交换[2]。工业机器人控制柜使用ABB 标准I/O 板，例如：DSQC651，对气动控制阀进行控制。如果需要PLC 与工业机器人之间传输更多的数据，就需要选择通信的方式，本次测试使用TCP 以太网通信。

1 PLC 控制器的配置

1）硬件连接。PLC 的IP 地址设定为：192.168.0.2，使用网线连接到工业机器人控制柜的X2 服务端口（连接PC），工业机器人的IP 地址设置为：192.168.0.100。

2）开放式用户通信指令。使用发送并建立连接指令TSEND_C、接收数据指令TRCV，如图1 所示。发送并建立连接指令TSEND_C，每秒钟触发一次，将DB200 的256 byses 数据发送给工业机器人[3]。接收数据指令TRCV，接收来自工业机器人的数据，并保存到DB201 的256 byses 数据，将ADHOC 设定为1以接收不定长数据[4]。

3）在TSEND_C 指令的组态中，设置连接参数，如图2 所示。本地设定为PLC，连接类型设定为TCP，本地端口的默认值为2 000，本文设置为2020。伙伴设定为“未指定”，输入工业机器人的IP 地址192.168.0.100，并设定为伙伴（工业机器人）主动建立连接。

4）PLC 发送给Robot 的数据。数据块编号为DB200，数据块属性中取消“优化的块访问”，定义了长度256 个无符号短整数类型的数组。DB200 的配置，如图3 所示。

5）PLC 接收Robot 的数据。数据块编号为DB201，属性中取消“优化的块访问”，定义了长度256 个无符号短整数类型的数组。DB201 的配置，如图4 所示。

6）使用数据块比变量表更方便监控。使用数据块，可以更方便对变量进行监控，方便数据修改，方便了程序的调试。如果在变量表中新建内部存储器变量M，在线调试时变量表只能监视，还需要在监控表中添加变量后，才可以对变量进行监控和修改变量的数值。

2 工业机器人的配置

1）硬件配置。工业机器人控制柜安装的ABB 标准I/O 板，例如：DSQC651，DSQC651 板可以连接8 个数字输入信号、8 个数字输出和2 个模拟输出信号。本文使用的工业机器人控制柜没有PROFINET 接口，无法进行PROFINET 通信。所以使用网线连接到X2接口，PLC 与工业机器人使用TCP 通信。

2）通信程序，如图5 所示。已新建Socket 套字节soc1，首先使用SocketClose 指令，关闭套接字。再使用SocketCreate 指令，创建新套接字。SocketConnect 指令，连接远程计算机，连接到相应IP 地址和端口的PLC 控制器[5]。

3）定时中断。ITimer 指令，定时中断指令，设定为每秒钟执行一次中断int1。CONNECT 指令，将中断与软中断程序相连，将中断int1 与中断程序sr 相连接。

4）中断错误的处理。IError 中断错误指令，使用TYPE_ALL 指定任意类型，执行中断int2。CONNECT指令，将中断与软中断程序相连，将中断int2 与中断程序err 相连接。中断程序err 将重新连接中断，以恢复定时中断程序。

5）中断程序sr，发送和接收数据，如图6 所示。发送数据SocketSend 指令，向远程计算机发送数据，工业机器人发送给PLC 数据，256 字节的数组ap。接收数据SocketReceive 指令，接收来自远程计算机的数据，工业机器人接收PLC 数据，256 字节的数组pa。

6）中断错误处理程序err，如图7 所示。工业机器人在手动模式调试时，当使能开关松开时，将发生定时中断错误，需要重新触发定时中断以恢复通信。当发生中断错误时，执行中断程序err，首先使用IDelete指令，取消中断，取消中断int1。然后重新建立连接，重新触发定时中断，通信恢复正常。

3 结语

PLC 可以与工业机器人控制柜X2 接口（PC）、X6接口（WAN）进行TCP 通信，连接X2 接口（PC）更方便一下，如果连接到X6 接口（WAN）还需要重启工业机器人系统来完成IP 地址设定。PLC 使用TCP 开放式用户通信，工业机器人主动建立连接，工业机器人使用定时中断来发送和接收数据。如果工业机器人控制柜安装有PROFINET 接口，可以在西门子TIA Portal 博途软件中安装相应的GSD 文件，实现PLC 与工业机器人的PROFINET 通信。