通信配置及示例程序使用
西门子 S7 系列 PLC 通过 TIA Portal 软件与梅卡曼德系统软件进行 Siemens PLC Snap 7 通信包含以下流程:
所需软硬件
硬件
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支持西门子以下 S7 系列 PLC:
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S7-300:集成 PN 网口或 CP343-1
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S7-400:集成 PN 网口或 CP443-1
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S7-1200:无
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S7-1500:无
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220V AC 转 24V DC 电源适配器
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Mech-Mind 视觉系统工控机或主机
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网线
软件
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西门子 PLC 编程软件 TIA Portal V15.1。
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梅卡曼德系统软件版本为 1.7.0 ~ 1.7.4。
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Siemens Tia Portal 软件与梅卡曼德系统软件进行 Siemens PLC Snap 7 通信的接口文件:
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MM Interface.db(用于实现数据通信);
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MM Interface Program.scl(用于实现各种接口指令的功能)。
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文件存放路径位于 Mech-Mind 工控机或主机中梅卡曼德系统软件安装路径下 Mech-Center/Robot_Interface/Siemens Snap7/TIA Portal ,请将文件复制至安装有博图软件的电脑上。
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创建和配置 PLC 工程
创建 PLC 工程
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打开 TIA Portal 软件,点击 创建新项目 ,输入 项目名称 ,选择 路径 ,点击 创建 按钮,弹出新页面后单击 打开项目视图 。
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在 项目树 一栏,双击 添加新设备 ,进入添加新设备界面,在控制器选项处选择与实物 PLC 一致的模块,设备名称默认即可,然后单击 确定 按钮。
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在设备组态页面,单击 设备视图 ,然后双击 PLC_1 处的网口标识,在 属性/常规 页面单击 以太网网址 ,设置 IP 地址为 192.168.1.22 ,子网掩码默认即可(需与视觉工控机在同一网段)。
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选中项目树中 PLC_1 设备,右键选择 属性 ,在弹出窗口中依次进入
界面,在 访问级别 一栏中勾选 完全访问权限(无任何保护) 。然后在 连接机制 界面中勾选 允许来自远程的 GET/PUT 通信访问 ,单击 确定 按钮,保存工程项目。
导入 S7 通信接口文件
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在项目树下单击 外部源文件 ,然后双击 添加新的外部文件 ,在弹出的窗口中选中 MM Interface.db 、 MM Interface Program.scl 文件,然后单击 打开 按钮导入至新建工程。
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选中新导入的外部源文件(先选中 MM Interface.db ,再选中 MM Interface Program.scl ),单击右键,选择 从源生成块 ,在弹出的窗口中单击 确定 按钮(此操作会覆盖工程下同名功能函数、数据块,并自动选择未占用的号码作为编号)。
如未按照上文中选中文件的顺序进行操作,将会在日志窗口出现报错信息。 -
外部源文件生成的功能函数、数据块如下所示,其中 MM Interface DB 块编号需与 Mech-Vision “机器人与通信配置”中的 DB 块编号一致。其中, Camera_User DB 块用于存放用户数据。
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在工程中,为方便维护 MM 函数及数据块,可右键单击 程序块 ,选择 新增组 ,将其命名为 “Mech-Mind” 。并将新生成的功能函数、数据块全部选中,移动至该分组文件夹下。
配置工控机及启动通信
设置 Mech-Vision 中“机器人与通信配置”
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令工控机 IP 地址和 PLC 的 IP 位于同一网段,如 192.168.1.10 ,打开工控机 cmd 命令提示符(可通过搜索 cmd 进入),输入 ping xxx.xxx.xxx.xxx (PLC的 IP 地址),测试工控机与 PLC 的连接是否正常。
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单击 Mech-Vision 工具栏中 机器人与接口配置 。
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单击 选择机器人 下拉框,选择 品牌机器人 ,然后单击 选择机器人型号 ,选择具体机器人型号,单击 下一步 。
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在 通信方式 下,进行如下操作:
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“接口类型”选择 标准接口 ;
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“协议” 选择 Siemens PLC Client ;
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PLC IP 地址为 192.168.1.22(即前面设定的 PLC IP 地址);
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插槽编号为 1 ,DB 块编号为 2 (即 PLC 工程中 “MM Interface” 的编号),最后单击 应用 。
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视觉工程测试
本节主要介绍如何使用 Siemens PLC Client 接口程序实现触发 Mech-Vision 工程并获取视觉点,以及触发 Mech-Viz 工程并获取规划路径。 Siemens PLC Snap 7 通信变量的具体功能和介绍,可参考 DB块指令说明。
准备工作
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搭建 Mech-Vision 方案。在窗口列表中,右键单击方案名称并勾选 自动加载当前方案,此时方案下的工程也会设置为自动加载,同时工程名称前会出现具体工程编号。
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搭建 Mech-Viz 工程。在Mech-Viz工程资源面板中,右键单击工程名称,勾选 设为自动加载。
测试用的 Mech-Viz 工程中需使用一个步骤名称为 1 的分支步骤,如下图所示。
从 Mech-Vision 获取视觉点
设置参数
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在 TIA Portal 软件主窗口
目录下,双击组织块 Main(OB1) 打开主程序,将 MM_Start_Vis 功能函数拖拽至主程序的程序段 1 下。 -
设置 Mech-Vision 工程编号,即 Mech-Vision 工程列表中工程名称前的数字编号。然后将 Vision_Proj_Num 的端口值设为 1 ,则将运行工程编号为 1 的 Mech-Vision 工程。
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设置要求 Mech-Vision 工程返回的位姿数量。将 Req_Pose_Num 的端口值设为 0 ,表示要求 Mech-Vision 返回全部位姿结果。
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设置机器人发送的拍照位姿类型。将 Robot_Pose_Type 的端口值设为 0 ,表示不需要拍照位姿,比如 Eye to Hand 方式。
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在项目树下,单击数据块 Camera_User ,将详细视图下的变量根据名称拖拽至 MM_Start_Vis 对应的输入侧接口处。
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将 MM_Get_VisData 功能函数拖拽至主程序/程序段 2 下。
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设置 Mech-Vision 工程编号,即 Mech-Vision 工程列表中工程名称前的数字编号。并将 Vision_Proj_Num 的端口值设为 1 ,此时则会获取 Mech-Vision 工程编号为 1 的视觉识别结果。
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在项目树下,单击数据块 Camera_User ,将详细视图下的变量根据名称拖拽至 MM_Get_VisData 对应的输入侧接口处。
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在项目树下,右键单击选中 PLC_1 ,然后依次选择
,在弹出的下载界面中单击 装载 ,将最新程序下载到 PLC 。
触发 Mech-Vision 工程运行
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在 Main(OB1) 主程序窗口,单击 启用/禁用监视 以启用监视功能。
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右键单击 MM_Start_Vis 输入侧变量 “Camera_User”.Start_Vis ,将其修改为 1 ,触发 Mech-Vision 工程运行,然后将此变量复位。此时 MM Interface 数据块 StatusCode 变量的返回值变为 1102 ,则表示工程启动正常。若返回值为 10XX ,请参考 标准接口状态码及错误排查 ,进行错误排查。
获取 Mech-Vision 计算的位姿结果
右键单击 MM_Get_VisData 输入侧变量 “Camera_User”.Get_VisData ,将其修改为 1 ,获取视觉目标点,然后将此变量复位。此时 MM Interface 数据块 StatusCode 变量的返回值变为 1100 ,则表示工程正常启动。若返回值为 10XX ,请参考 标准接口状态码及错误排查 ,进行错误排查。
MM Interface 数据块返回数据如下,Number of Pose Sent 值为 1 ,表示获取到 1 个位姿。位姿保存在 TargetPose 中。
从 Mech-Viz 获取规划路径
设置参数
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将 MM_Empty_ Target 功能函数拖拽至主程序的程序段 3 下。
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分别单击数据块 Camera_User 和 MM Interface ,将详细视图下的变量根据名称对应拖拽至 MM_Empty_ Target 对应的输入侧接口处。
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分别将 MM_Start_Viz 、 MM_Set_Branch 、 MM_Get_VizData 功能函数拖拽至主程序的程序段 4、5、6 下。
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设置机器人发送的拍照位姿类型。在本章节例子中,将 Robot_Pose_Type 的端口值设为 0 ,表示不需要拍照位姿,比如 Eye to Hand 方式。然后单击数据块 Camera_User ,将详细视图下的变量根据名称拖拽至 MM_Start_Viz 对应的输入侧接口处。
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设置 Mech-Viz 工程中分支参数。在本章节例子中,将 Branch_Name 、 Branch_Exit_Port 的端口值分别设为 1 ,表示控制 Mech-Viz 工程执行到分支 1 时沿出口 1 继续执行。然后单击数据块 Camera_User ,将详细视图下的变量根据名称拖拽至 MM_Set_Branch 对应的输入侧接口处。
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设置要获取的路径上点的位姿类型。在本章节例子中,将 Request_Pose_Type 的端口值设为 1 ,表示设置 Mech-Viz 返回的是 JPS 数据。然后单击数据块 Camera_User ,将详细视图下的变量根据名称拖拽至 MM_Get_VizData 对应的输入侧接口处。
此处 Request_Pose_Type 和功能函数 MM_Start_Vis 、 MM_Start_Viz 中 Robot_Pose_Type 对应 MM Interface 数据块同一 Pose Type 变量,若需设定的值不同,则无法同时生效。 -
在项目树下,右键单击选中 PLC_1 ,然后依次选择
,在弹出的下载界面中单击 装载 ,将最新程序下载到 PLC 。
触发 Mech-Viz 工程运行
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在 Main(OB1) 主程序窗口,单击 启用/禁用监视 。
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右键单击 MM_Empty_Target 的输入侧变量 Camera_User.Start_Empty ,将其修改为 1 ,清除上一次获取的视觉结果,然后将此变量复位。
此时 MM Interface 数据块 Target Pose 的变量值被清空。
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右键单击 MM_Start_Viz 的输入侧变量 Camera_User.Start_Viz ,将其修改为 1 ,启动 Mech-Viz 工程,然后将此变量复位。此时 StatusCode 变量的返回值变为 2103 ,表示工程正常启动。若返回值为 20XX ,请参考 标准接口状态码及错误排查 ,进行错误排查。
设置 Mech-Viz 的分支出口
右键单击 MM_Set_Branch 的输入侧变量 Camera_User.Set_Branch ,将其修改为 1 ,选择 Mech-Viz “消息分支”出口,然后将此变量复位。此时 StatusCode 变量的返回值变为 2105 ,表示分支设置成功。若返回值为 20XX ,请参考 标准接口状态码及错误排查 ,进行错误排查。
获取 Mech-Viz 规划路径
右键单击 MM_Get_VizData 的输入侧变量 Camera_User.Get_VizData ,将其修改为 1 ,获取 Mech-Viz 的规划路径,然后将此变量复位。此时 StatusCode 变量的返回值变为 2100 ,则表示成功获取 Mech-Viz 规划路径。若返回值为 20XX ,请参考 标准接口状态码及错误排查 ,进行错误排查。
MM Interface 数据块返回数据如下, Number of Pose Sent 值为 6 ,表示获取到 6 组 JPS 数据,数据保存在 TargetPose 中。 Index of Vision Move 为 3 ,表示视觉点(即工程中的 视觉移动 步骤)在路径中的位姿编号为 3 。