蚁象公司成功将S7-1200PLC 应用于机器人协调控制中

项目简介

基于S71200 PLC自带的以太网口，与机器人进行Modbus Tcp通讯，两者信号交换，可以以PLC为主导，控制机器人与机床之间的配合，从而实现多台机床的自动化。也可以以机器人为主，从而突破机器人本身的轴限制，比如机器人本身为6轴，实际运用中可能需要第七轴，第八轴，这时可以通过S71200做为一个信号中转站，再以机器人本身程序控制第七第八轴。

工艺流程介绍

方案确立

考虑到机器人控制器接口有Modbus/TCP接口协议，而S7-200或S7-300系统均要额外增加以太网接口模块，而S7-1200系列已经集成以太网接口，另外也有高性价比的KTP1000的人机界面产品。基于综合考虑最终选择了SIMATIC S7-1200控制器，并在此基础上自主开发了ModbusTCP协议。

产品硬件配置

该控制系统有一个控制柜，由S71200系统?KTP1000?与一个Robot控制器构成。该系统所选西门子公司SIMATIC系列产品见表1。

软件开发

由于机器人要求Modbus Tcp通讯，所以选择了西门子S7-1200。柜内包括，CPU、交换机、扩展模块，以及人机界面触摸屏为KTP1000，所以说各个部件都是通过以太网进行通讯。使用TIA Portal Basic软件就对PLC和HMI的所有开发任务。在S7-1200的集成以太网接口中实现TCP套接字编程。本系统作为系统的Modbus/Tcp的Server端，完成了以下协议指令功能：

MODBUS “从站地址”字段被单字节的“单元标识符”替换，从而用于通过网桥和网关等设备的通讯，这些设备用单一IP 地址来支持多个独立的终接单元。请求和响应带有六个字节的前缀，如下：

byte 0: 事务处理标识符 –由服务器复制 –通常为0

byte 1: 事务处理标识符 –由服务器复制 –通常为0

byte 2: 协议标识符= 0

byte 3: 协议标识符= 0

byte 4: 长度字段（上半部分字节） = 0 (所有的消息长度小于256)

byte 4: 长度字段（上半部分字节） = 0 (所有的消息长度小于256)

byte 5: 长度字段 (下半部分字节) = 后面字节的数量

byte 6: 单元标识符 (原“从站地址”)

byte 7: MODBUS 功能代码

byte 8: 所需的数据

为了实现系统对多种类型工件的加工需求，在KTP1000人机界面上做了配方功能，当系统使用过的工件规格都会存在系统中，下次使用相同规格工件，直接从配方数据中调入，大大的方便的系统使用效率。在人机界面中实现动态工艺状态显示。如下图：

应用体会

得益于SIMATIC S7-1200控制系统的以太网口设计，客户反应1200系列的性价比很高，对于现代网络的发展，以太网通讯时必然的趋势，所以我们都坚信1200系列在以后的发展前景是远大的，它将在200系列与300系列之间开辟一个全新的空间。同时该系统投入商业运行1年多，没有一次系统故障误动跳机，充分证明了西门子公司产品的长期可靠性。