基于现场总线的FANUC-分布式控制(发表)

基于现场总线的FANUC分布式控制邓先元（东风汽车有限公司设备制造厂，湖北十堰442001）摘要：本文分析了FANUC远程、分散接入的传统方法，提出了基于现场总线的FANUC分布式控制思想。以SIEMENSPROFIBUSET200为例，介绍了手工和软件配置ET200到FANUC主站的方法，其中手工配置是重点。第三方从站接入到FANUC主站,为我们利用各种资源,高水平、低成本实现控制开辟了新方法。关键词：FANUC现场总线分布式控制第3方从站FANUCdistributedcontrolmethodbasedonfield-busAbstract:ThispaperanalysesFANUC’straditionalconnectingmethodofremoteanddiscreteI/Opoints,proposestheideasofFANUCdistributedcontrolbasedonfield-bus.TakingSiemensprofibusET200asanexample,thepaperintroduceshowtoconfigureET200inFANUCmastersystembymanualandsoftwaremethod,manualconfiguremethodistheemphasis.IntegratingthethirdpartyslavestationinFANUCmastersystem,bringsusnewwaysformakinguseofvariableresourcestorealizeourcontrolwithhighstandardandlowcost.Keywords:FANUCField-busDistributedcontrolThethirdpartyslavestation.一问题的提出1FANUC传统I/O集中控制方法FANUCI/O单元布置方法有2种：方法1，I/O单元集中放置在一个或几个电柜里，如图1所示。I/O单元布置在NC附近，是典型的集中控制。方法2，有I/O单元放置在远离集中电柜的地方，如图2所示。靠近现场I/O。IOLINKiIOunitNCGROUP0BGROUP1GROUP15图1IOLINKi光缆NCopticaladapteropticaladapterIOLINKiIOunit图2有些FANUC应用系统的输入/输出（I/O）（如辅机、上下料物流滚道、冷却系统、液压）离电柜距离不仅远，而且零散不集中。按接入方法1势必长距离拉线，优点：简单，缺点：布线长、费时、费力，调试维护困难；按方法2用光缆连接现场的IOLINK站，将这些远程I/O接入系统，优点：靠近现场，缺点：成本高，而且有时现场放置IOLINK站非常困难。由于方法2有成本和场地的限制，所以，通常采用接入方法1。2FANUC分布式I/O控制目前，现场总线分布式控制技术在国产机械装备上广泛采用，CPU（或NC）装在电柜里，I/O从站分布在离控制元件很近的现场，CPU和各从站通过现场总线高速通讯连接。如SIEMENS的ET200PROFIBUS从站、OMRON的DEVICENET远程从站和三菱CCLINK远程从站等产品，体积小，配置灵活，现场安装方便。分布式I/O控制解决了远程I/O的控制问题。FANUC目前没有自己类似的现场总线从站,其I/O控制实际上是集中控制，接入方法2虽然将I/O单元移到现场，但只是集中控制I/O单元的现场放置，不是分布式控制。FANUC分布式I/O控制的核心就是将第3方的从站（如SIEMENSET200等）集成到FANUCNC主站系统。FANUCNC主站和第3方的从站、FANUCNC从站之间通过现场总线连接。这样，就实现了FANUC基于现场总线的分布控制。二FANUC分布控制案例1分布控制配置FANUC分布控制基本思路是FANUC主站+现场总线+FANUC从站+第3方从站。下面以PROFIBUS和ET200为例说明。图3图3是我们的一条柔性线配置方案。我们采用FANUC主站通过PROFIBUS连接FANUC加工中心从站和SIEMENSET200从站的控制方案。图3中，F1PB、F5PB、F6PB、F7PB、F8PB是按钮站，距主站较太远，按钮站内放置ET200从站；机械手是FANUCNC主站，管理加工中心和全线物流调度；加工中心是FANUCNC从站，负责零件加工。2FANUC主站和FANUC从站、SIEMENSET200从站信息交换FANUC主站和FANUC从站、SIEMENSET200从站信息交换，遵循PROFIBUSDP通讯协议。FANUC从站访问FANUC从站，要通过FANUC主站间接进行。FANUC从站访问SIEMENS从站，同样要通过FANUC主站间接进行。例如，FANUC1#站对FANUC2#站写操作，先将数据送到FANUC主站，FANUC主站将收到数据发送到FANUC2#站。FANUC1#站对FANUC2#站读操作，FANUC2#站先将数据送到FANUC主站，FANUC1#站到FANUC主站读取FANUC2#站发送来的数据。有关PROFIBUS主从通讯、从从通讯的问题有兴趣的同行可参看SIEMENSPROFIBUS通讯的相关书籍资料，这里不赘述。三SIEMENSET200从站配置到FANUC主站的方法FANUC对本公司的NC系统主站和NC系统从站用现场总线连网通讯有完整解决方案，用户可参阅FANUC公司提供的PROFIBUS通讯手册做简单配置即可，无须做太多工作。下面介绍SIEMENSET200从站接入FANUCNC主站的手动和软件动配置方法，抛砖引玉，供同行们参考。1手动配置GSD文件是描述性文件，规定了制造商代码、模块代码、通讯速度代码等等PROFIBUSDP主从通讯所需的信息。通讯速度、制造商代码、模块代码等主要参数均要从GSD文件中找到，在FANUC相应界面键入。1.1制造商代码下面是GSD文件节选;============================;Unit-Definition-List;============================GSD_Revision=3Vendor_Name=SIEMENSModel_Name=ET200M(IM153-1)DPV1Revision=V1.8Ident_Number=0x801DProtocol_Ident=0Station_Type=0Hardware_Release=A1.0Software_Release=Z1.0在上面GSD文件节选中找到本例SIEMENSET200的制造商代码为0x801D。在图4中IDENTNO输入801D。图41.2模块代码以如下ET200模块配置为例，IMxxx是通讯模块，OUT/IN是输出/输入模块。IMxxxOUTIN============================;Module-Definition-List;============================FixPresetModules=1Module=ConfigforSlot10x04,0x00,0x00,0xAD,0xC41Preset=1EndModuleModule=ConfigforSlot20x04,0x00,0x00,0x8B,0x412Preset=1EndModuleModule=ConfigforSlot30x04,0x00,0x00,0x8F,0xC03参看图5，在GSD文件找到通讯模块代码，本例第0~第14bytes输入的是3块FixPresetModules代码（不同的ET200上述代码不同）。EndModuleModule=6ES7322-1BL00-0AA0DO0x83,0x03,0x00,0xAF,0xD844EndModuleModule=6ES7322-1EL00-0AA0DO0x83,0x03,0x00,0xAF,0xD8EndModuleModule=6ES7321-1BL00-0AA0DI0x43,0x03,0x00,0x9F,0xC320EndModuleModule=6ES7321-1EL00-0AA0DI0x43,0x03,0x00,0x9F,0xC3参看图5，在GSD文件找到输出、输入模块代码，本例第15~第19bytes输入的是输出模块代码。本例第20~第24bytes输入的是输入模块代码。图5中，第0~第4bytes：040000ADC4是Module=ConfigforSlot1固定格式；第5~第9bytes：0400008B41是Module=ConfigforSlot2固定格式；第10~第14bytes：0400008FC0是Module=ConfigforSlot3固定格式。SLOT1-SLOT3固定式代码随ET200种类而定。图5中，第15~第19bytes：830300AFD8是输出模块代码；第20~第24bytes：4303009FC3是输入模块代码。到此，本例ET200模块配置完成。模块代码配置是手工配置FANUCPRIFIBUS的关键，如果系统发现模块配置代码与物理硬件不符，会报通讯错误，所以要反复核对，不能出错。图51.3配置IO参看图6，指定模块的输入/输出首地址和地址长度，本例11#SIEMENS从站输入首地址R220，4BYTES；输出首地址R120，4BYTES。将输入映射到R220-R223，将输出映射到R120-R123。图61.4诊断信息参看图7，本例11#SIEMENS从站诊断信息首地址E2000，信息长度64BYTES。诊断信息含该从站的所有硬件状态、工作状态等，供用户使用。1.5通讯速度参看图8，本例通讯速度1.5M,(6表示1.5Mbit/S)。该参数决定了整个DP网络的通讯速度。图7图82软件配置2.1软件安装在PC上安装FANUC公司Profibussettingtool_V4.0和Profibussettingupgrade。将PC的以太口与NC的嵌入式以太口用点到点网线相连。图102.2配置方法概貌参看图10,详细方法请咨询FANUC公司,这里不再赘述。软件配置简单，易学，但受软件版本、系统版本等限制。手动配置复杂，但几乎不受限制。二者各有千秋，可单独用，也可联合用，用户可视情况择忧选用。四结束语第三方从站（SIEMENSET200）接入到FANUC主站的成功,解决了长期困扰我们的FANUC远程接入分布式控制难题,为我们利用各种资源,高水平、低成本实现控制开辟了广阔前景。参考文献1Connectionmanual（hardware）FANUC2Prifibus–DPBoardoperator’smanualFANUC3SIMATICET200DistributedI/OstationSIEMENS