一、案例背景
在现代工业自动化生产领域,不同品牌和类型的设备往往采用不同的通信协议,这给设备之间的互联互通带来了挑战。某汽车制造企业的生产线上,采用了三菱FX5UPLC作为主站进行整体生产流程的控制和调度,同时配备了库卡机器人作为从站,负责完成零部件的搬运、装配等任务。然而,三菱FX5UPLC支持CCLKIE协议,而库卡机器人采用ProfiNet协议,两者无法直接进行通信。为了实现三菱FX5UPLC与库卡机器人之间的高效通信,确保生产线的稳定运行,该企业选用了捷米特的JM-PNM-CCLKIE网关模块解决了CCLKIE转ProfiNet协议转换功能。
二、硬件设备及软件
设备
1. 三菱FX5UPLC:作为主站,负责整个生产线的逻辑控制和数据处理,具备CCLKIE通信接口。
2. 捷米特JM-CCLKIE-PNM协议转换网关:实现CCLKIE协议转Profinet协议的转换,使三菱FX5UPLC与库卡机器人能够进行通信。
3. 库卡机器人:作为从站,按照主站的指令完成相应的生产任务,具备ProfiNet通信接口。
4. 以太网网线:用于连接三菱FX5UPLC、协议转换网关和库卡机器人,构建通信网络。
5. 电源模块:为协议转换网关提供稳定的电源供应。
软件
1. 三菱GXWorks3编程软件:用于对三菱FX5UPLC进行编程和配置,实现生产逻辑的编写和参数设置。
2. 捷米特网关配置软件:专门用于对JM-PNM-CCLKIE协议转换网关进行参数配置和调试。
3. 库卡机器人控制系统软件:用于对库卡机器人进行编程、调试和监控,实现机器人的运动控制和任务执行。
三、配置步骤
硬件连接
1. 电源连接:将电源模块的输出端连接到捷米特JM-PNM-CCLKIE协议转换网关的电源接口,确保网关获得稳定的24V直流电源供应。
2. CCLKIE连接:使用以太网网线将三菱FX5UPLC的CCLKIE通信接口与协议转换网关的CCLKIE端口相连,建立两者之间的通信链路。
3. ProfiNet连接:同样使用以太网网线将协议转换网关的ProfiNet端口与库卡机器人的ProfiNet接口相连,实现协议转换网关与库卡机器人之间的通信。
网络拓扑结构
构建一个简单的星型网络拓扑结构,以协议转换网关为中心节点,三菱FX5UPLC和库卡机器人分别作为分支节点连接到网关。确保所有设备在同一局域网内,并且IP地址设置合理,避免地址冲突。
四、网关配置
1.安装网关配置软件
在一台配置电脑上安装捷米特提供的网关配置软件。安装完成后,打开该软件。
2.连接网关
通过以太网将配置电脑与协议转换网关连接。在网关配置软件中,设置网关的IP地址,使其与网关实际的IP地址一致。点击“连接”按钮,建立与网关的通信连接。
3.配置CCLKIE侧参数
· 设置IP地址和端口:在网关配置软件的CCLKIE设置界面,设置网关的CCLKIE端口的IP地址和端口号。确保IP地址与三菱FX5UPLC所在网络的IP地址段一致,端口号为常用的CCLKIE通信端口。
· 配置主站信息:添加三菱FX5UPLC作为CCLKIE主站的相关信息,包括主站的IP地址、通信超时时间等。
4.配置Profinet侧参数
· 设置站地址:在Profinet设置界面,设置网关的Profinet站地址。该地址应与库卡机器人的从站地址不冲突,且在Profinet网络中是唯一的。
· 配置通信速率:根据库卡机器人的通信要求,设置Profinet的通信速率,如100Mbps等。确保通信速率与库卡机器人的通信速率一致。
· 添加从站设备:添加库卡机器人作为Profinet从站的设备信息,包括设备类型、输入输出数据长度等。
· 将PROFINET从站GSDML文件复制至软件安装路径下的GSDML文件夹中,例如:C:\ProgramFiles(x86)1PROFINETManager\GSDML或者通过菜单栏“选项”中的“操作”选择导入GSDML实现GSDML加载;点击“导入GSDML”弹出“选择导入的文件”对话框,查找GSDML的路径文件打开即可;或者点击来进行快捷添加GSDML文件导入完成之后可以选择重启软件进行更新GSDML目录文件,也可以点击快捷栏
来进行更新GSDML目录文件。
5.数据映射
在网关配置软件中进行数据映射,将CCLKIE主站(三菱FX5UPLC)的寄存器地址与Profinet从站(库卡机器人)的输入输出地址进行对应。例如,将三菱FX5UPLC中用于控制机器人运动的寄存器地址映射到库卡机器人的输入寄存器地址,以便主站发送的控制指令能够准确传输到从站。
6.保存配置
完成所有参数配置和数据映射后,点击“保存”按钮,将配置信息下载到协议转换网关中。
五、三菱FX5UPLC配置
1.打开GXWorks3编程软件
启动三菱GXWorks3编程软件,创建一个新的工程。
2.配置PLC参数
在软件中设置三菱FX5UPLC的基本参数,如CPU型号、通信接口类型等。确保通信接口类型设置为CCLKIE。
3.编写控制程序
根据生产工艺要求,编写三菱FX5UPLC的控制程序。在程序中,使用CCLKIE通信指令与协议转换网关进行数据交互。例如,通过发送特定的指令来控制库卡机器人的启动、停止、运动速度等。
4.下载程序
将编写好的控制程序下载到三菱FX5UPLC中。下载完成后,将PLC设置为运行模式。
六、库卡机器人配置
1.打开库卡机器人控制系统软件
启动库卡机器人控制系统软件,连接到库卡机器人。
2.配置机器人参数
在软件中设置库卡机器人的基本参数,如机器人型号、运动范围、通信接口类型等。确保通信接口类型设置为Profinet。
3.编写机器人程序
根据生产任务要求,编写库卡机器人的运动程序。在程序中,定义机器人的运动轨迹、动作顺序等。同时,设置机器人接收Profinet指令的处理逻辑,确保能够正确响应三菱FX5UPLC发送的控制指令。
4.调试机器人
对编写好的机器人程序进行调试,检查机器人的运动是否符合预期。通过发送测试指令,验证机器人与协议转换网关之间的通信是否正常。
七、系统测试与调试
1.硬件检查
检查所有设备的连接是否正确,电源是否正常。确保以太网网线连接牢固,无松动或损坏。
2.软件连接测试
在三菱GXWorks3编程软件中,检查与协议转换网关的CCLKIE通信是否正常。在库卡机器人控制系统软件中,检查与协议转换网关的ProfiNet通信是否正常。如果连接失败,检查IP地址、端口号等配置信息是否正确。
3.数据传输测试
在三菱FX5UPLC的控制程序中,发送一个测试指令,如控制库卡机器人启动的指令。观察库卡机器人是否能够接收到指令并按照指令要求启动。同时,检查库卡机器人的运行状态是否能够正确反馈到三菱FX5UPLC中。
4.故障排查与处理
如果在测试过程中出现数据传输异常或设备不响应的情况,首先检查网关的配置参数是否正确,数据映射是否准确。然后检查硬件连接是否正常,是否存在通信干扰等问题。根据具体情况进行相应的调整和修复。
八、项目效果
通过使用捷米特的JM-PNM-CCLKIE协议转换网关,成功实现了三菱FX5UPLC与库卡机器人之间的通信,解决了ProfiNet转CCLKIE协议转换的通讯问题。在汽车生产线上,三菱FX5UPLC能够实时控制库卡机器人的运动,库卡机器人能够准确执行主站发送的指令,完成零部件的搬运和装配任务。这不仅提高了生产线的自动化程度和生产效率,还减少了人工操作的误差和劳动强度,提高了产品质量和生产稳定性。同时,系统的可扩展性和灵活性得到了增强,为企业未来的设备升级和生产线改造提供了便利。
(具体内容配置过程及其他相关咨询可联系杨工。)