通信配置及示例程序使用

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倍福（Beckhoff）PLC与梅卡曼德视觉系统进行EtherNet/IP通信可以通过以下两种方式实现。

  • 通过硬件PCI-e通信板卡实现。

  • 通过软件配置实现，无需通信板卡硬件。

  • 用户在通信配置时，请勿将两者混合使用，二选一即可。

  • 相较于硬件板卡方式，采用软件配置方式的响应时间较长。因此，在对节拍要求较高的项目中，建议优先使用硬件板卡方式。

所需软硬件

硬件

若通过软件配置实现EtherNet/IP通信，请单击本行以查看所需的硬件及硬件连接图。

  • Beckhoff PLC。

  • 工控机。

  • 交换机和网线。

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若通过硬件PCI-e通信板卡实现EtherNet/IP通信，请单击本行以查看所需的硬件及硬件连接图。

  • Beckhoff PLC。

  • 工控机：已安装标准 PCI-e 通讯板卡 HMS IXXAT INpact 40。

  • 交换机和网线。

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软件

若通过软件配置实现EtherNet/IP通信，请单击本行以查看所需的软件。
软件 说明 安装位置

TwinCAT 3

Beckhoff PLC 编程软件

用于 Beckhoff PLC 编程的计算机

Mech-Vision和Mech-Viz软件（2.0.0及以上）

提供梅卡曼德视觉系统的软件

工控机

除了上述软件外，请将下列文件复制到已安装 TwinCAT 3 的计算机中。

  • Software EIP.eds 文件：用于提供工控机在 EtherNet/IP 网络中的身份信息。

    Software EIP.eds 文件位于Mech-Vision和Mech-Viz软件安装路径下 Communication Component/Robot_Interface/EthernetIP/EDS 文件夹内。

  • MM_Camera.tpzip：PLC 例程文件。此文件导入 TwinCAT 3 软件后，将得到如下例程文件：

    • CameraSignalsMove：视觉系统信号传送。

    • MM_XXX_XXX 功能块：用于实现各种接口指令的功能。

    • fcCameraTestManually：测试样例（手动模式）。

    • fbCameraTestAuto：测试样例（自动模式）。

    • fbCameraTestAuto_Notify：获取消息样例（自动模式）。

      MM_Camera.tpzip 文件位于Mech-Vision和Mech-Viz软件安装路径下 Communication Component/Robot_Interface/EthernetIP/Programming Samples/BECKHOFF PLC EthernetIP 文件夹内。
若通过硬件PCI-e通信板卡实现EtherNet/IP通信，请单击本行以查看所需的软件。
软件 说明 安装位置

TwinCAT 3

Beckhoff PLC 编程软件

用于 Beckhoff PLC 编程的计算机

VCI（Virtual Communication Interface）

通讯板卡驱动软件

工控机

Mech-Vision和Mech-Viz软件（2.0.0及以上）

提供梅卡曼德视觉系统的软件

工控机

HMS IPconfig

设置通讯板卡的IP地址

工控机

除了上述软件外，请将下列文件复制到已安装 TwinCAT 3 的计算机中。

  • 005A002B003A0100.EDS 文件：用于提供工控机在 EtherNet/IP 网络中的身份信息。

    005A002B003A0100.EDS 文件位于Mech-Vision和Mech-Viz软件安装路径下 Communication Component/Robot_Interface/EthernetIP/EDS 文件夹内。

  • MM_Camera.tpzip：PLC 例程文件。此文件导入 TwinCAT 3 软件后，将得到如下例程文件：

    • CameraSignalsMove：视觉系统信号传送。

    • MM_XXX_XXX 功能块：用于实现各种接口指令的功能。

    • fcCameraTestManually：测试样例（手动模式）。

    • fbCameraTestAuto：测试样例（自动模式）。

    • fbCameraTestAuto_Notify：获取消息样例（自动模式）。

      MM_Camera.tpzip 文件位于Mech-Vision和Mech-Viz软件安装路径下 Communication Component/Robot_Interface/EthernetIP/Programming Samples/BECKHOFF PLC EthernetIP 文件夹内。

配置通信

若通过软件配置实现EtherNet/IP通信，请单击本行展开详细操作。

  1. 单击 Mech-Vision 工具栏中 机器人通信配置 。

  2. 在 机器人通信配置 窗口，进行如下配置。

    1. 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。

    2. 在 通信方式 下，接口服务类型 选择 标准接口，协议 选择 ETHERNET IP (Software)，网络适配器和IP地址选择本机上使用EtherNet/IP通信的网络适配器和IP地址。

    3. （可选）建议勾选 方案打开时自动打开接口服务。

    4. 单击 应用。

      ethernet ip software

  3. 在 Mech-Vision 主界面，确认工具栏中的接口服务已开启。

    interface service
若通过硬件PCI-e通信板卡实现EtherNet/IP通信，请单击本行展开详细操作。

检查工控机通信板卡及驱动

  1. 在工控机 PCI-e 插槽中，确认已安装 INpact EIP 从站 PCIe 板卡。

    ethernet ip ab 2

  2. 在工控机上，鼠标右键单击 Windows 图标，打开设备管理器，确认已安装板卡驱动软件 VCI4 INpact PCIe。

    ethernet ip ab 3

设置“机器人通信配置”

  1. 单击 Mech-Vision 工具栏中 机器人通信配置 。

  2. 在 机器人通信配置 窗口，进行如下配置。

    1. 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。

    2. 在 通信方式 下，接口服务类型 选择 标准接口，协议 选择 ETHERNET IP。

    3. （可选）建议勾选 方案打开时自动打开接口服务。

    4. 单击 应用。

      ethernet ip

  3. 在 Mech-Vision 主界面，确认工具栏中的接口服务已开启。

    interface service

设置工控机通信板卡 IP 地址

在开始如下操作前，请确保上一步的接口服务已开启。

  1. 使用一根网线将工控机的一个网口和 IXXAT INpact 通信板卡网口连接。

    在设置通信板卡并成功通信后，临时网线便可拔掉。

  2. 打开 HMS IPconfig 软件，单击扫描，取消勾选 “Retrieve IP Settings Dynamically from a DHCP server”，并设置板卡 IP 地址和子网掩码，然后单击 Apply 确认并退出软件。

    ethernet ip ab 6

创建和配置 PLC 工程

创建 PLC 工程

  1. 在计算机上，打开 TwinCAT 3 软件，单击 New TwinCAT Project，弹出 新建项目 窗口。

    beckhoff 3

  2. 在如下窗口中，选择 TwinCAT XAE Project（XML format），然后根据实际情况输入项目名称，并选择保存位置，其余选项保持默认，最后单击 确定。

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  3. 在左侧导航栏中，双击 SYSTEM。

    beckhoff 5

  4. 在如下窗口中，依次单击 General  Choose Target…​。

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  5. 在如下窗口中，根据实际情况选择所需连接的控制器，最后单击 OK。

    • <Local> 表示连接本机虚拟控制器。本示例选择 <Local>。

    • 若需连接其他控制器，请单击 Search(Ethernet)…​，详细操作可参见连接控制器。
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添加TF6281（EtherNet IP Scanner）组件

  1. 在左侧导航栏中，双击 I/O，右键单击 Devices，选择 添加新项。

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    弹出如下窗口，Type 选择 EtherNet/IP Scanner，Name 选择默认值 Device 1，最后单击 OK。

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  2. 在如下窗口中，单击 Settings，展开 F800:0，双击 F800:21，更改IP地址，最后单击 OK。

    此处设置的IP地址需与工控机IP地址位于同一网段。
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    双击 F800:22，更改网络掩码，最后单击 OK。

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安装及配置 EDS 文件

  1. 在左侧导航栏中，右键单击 Device 1（TC3 EIP Scanner），选择 Import EDS File。

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    弹出如下窗口，选择相应 EDS 文件（需提前从工控机复制该文件），单击 打开。

    • EDS 文件位于Mech-Vision和Mech-Viz软件安装路径下 Communication Component/Robot_Interface/EthernetIP/EDS 文件夹内。

    • 若通过软件配置实现 EtherNet/IP 通信，此处 EDS 文件选择 Software EIP.eds。若通过硬件 PCI-e 通信板卡实现 EtherNet/IP 通信，此处 EDS 文件选择 005A002B003A0100.EDS，本文以 005A002B003A0100.EDS 文件为例。
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  2. EDS 文件安装成功后，右键单击 Device 1（TC3 EIP Scanner），选择 添加新项。

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    弹出如下窗口，展开 HMS Industrial Networks AB，选择 Ixxat INpact EtherNet/IP(TM)，填写 Name（可自定义，例如Camera_3D），最后单击 OK。

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  3. 右键单击新添加的 Ixxat INpact EtherNet/IP(TM) ，选择 Change IP Address。

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    弹出如下窗口，更改IP地址，最后单击 OK。

    • 若通过软件配置实现 EtherNet/IP 通信，此处 IP 地址需与 Mech-Vision 机器人通信配置中选择的 网络适配器IP地址 保持一致。

    • 若通过硬件 PCI-e 通信板卡实现 EtherNet/IP 通信，此处 IP 地址需与 HMS IPconfig 中设置的 IP 地址保持一致。
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  4. 再次右键单击 Ixxat INpact EtherNet/IP(TM) ，依次选择 Append IO Connection  Exclusive owner。

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    弹出如下提示窗口，单击 是。

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    最终生成链接变量 Connection 1（Input/Output），如下图所示。

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导入例程文件

导入和测试例程文件，请使用新建的 PLC 工程；如需添加到已存在的 PLC 工程中，建议先创建新工程，再进行导入和测试，最后复制到已存在的工程中。

  1. 在左侧导航栏中，右键单击 PLC，选择 添加现有项。

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    弹出如下窗口，选择 MM_Camera.tpzip 文件（需提前从工控机复制该文件），单击 打开 。

    MM_Camera.tpzip 文件位于Mech-Vision和Mech-Viz软件安装路径下 Communication Component/Robot_Interface/EthernetIP/Programming Samples/BECKHOFF PLC EthernetIP 文件夹内。
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    弹出如下提示窗口，单击 是 。

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  2. 在左侧导航栏中，展开 PLC，确保 CameraSignalsMove.FromCameraBytes 和 CameraSignalsMove.ToCameraBytes 均已链接至 Connection 1 (Input/Output)。

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    若自动导入变量链接失败，单击 Linked to…​。在弹出的窗口中，选择对应变量，进行手动链接变量。例如，下图为手动链接 CameraSignalsMove.FromCameraBytes 和 CameraSignalsMove.ToCameraBytes。

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激活配置并登录 PLC 程序

  1. 在工具栏中，单击 Activate Configuration。

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    弹出如下窗口，设置对应 Project 和 Target，单击 OK。

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    弹出如下窗口，单击 Continue。

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    弹出如下窗口，单击 确定。

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  2. 在工具栏中，单击 登录到，PLC 将进入 Run 模式。

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检查通信是否成功

  1. 在左侧导航栏中，双击 MM。

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    若连接成功，MM 变量表中的 FromCamera.HEARTBEAT 心跳信号值在不断改变。

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  2. 在 Mech-Vision 主窗口中，若连接成功，则在日志窗口的 控制台 标签页下会显示 连接ETHERNET IP控制器成功 。 若无该日志，请检查以下是否正常：

    1. 硬件网络连接是否正常；

    2. Mech-Vision 的接口服务是否开启；

    3. TwinCAT 3 工程配置是否成功激活；

    4. PLC 程序是否成功登录并启动。

视觉工程测试

本部分介绍如何使用例程功能块触发 Mech-Vision 工程并获取视觉结果，以及触发 Mech-Viz 工程并获取规划路径。

准备工作

  1. 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。

  2. 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。

    测试所使用的 Mech-Viz 工程中需使用一个步骤名称为 1 的“消息分支”步骤，如下图所示。

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从 Mech-Vision 获取视觉结果

设置参数

  1. 在 TwinCAT 3 软件的导航栏中，双击 fcCameraTestManually。

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  2. 在 fcCameraTestManually 程序的第 1 节处，将使能开关 MM.ToCamera.COM_ENABLE 置于常开状态。

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  3. 在 fcCameraTestManually 程序的第 4 节处，设置如下值。

    1. 将 Vision_Proj_Num 的端口值设为 1 ，表示运行工程编号为 1 的 Mech-Vision 工程。

    2. 将 Req_Pose_Num 的端口值设为 0 ，表示期望 Mech-Vision 返回全部视觉点。

    3. 将 Robot_Pose_Type 的端口值设为 0 ，表示不需要向 Mech-Vision 工程发送拍照位姿，例如工程的相机安装方式是 Eye to Hand。

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触发 Mech-Vision 工程运行

  1. 在 fcCameraTestManually 程序的第 4 节处，双击 MM.Camera_User.Step_Num 变量。在如下输入框中，输入 4，将 MM.Camera_User.Step_Num 下一次写入值设置为 4，然后单击 确定。

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  2. 在 fcCameraTestManually 程序的第 4 节处，双击 MM.Camera_User.Start_Vis 变量，将其修改为 TRUE。

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  3. 在工具栏中，单击 写入值，便可触发 Mech-Vision 工程运行。

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  4. 再次双击 MM.Camera_User.Start_Vis 变量，将其修改为 FALSE。

  5. 检查 STATUS_CODE 值是否为 1102。

    1. 单击状态栏 监视 1 选项卡以登录至监视窗口，然后添加 MM.FromCamera 变量。

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    2. 展开 MM.FromCamera 变量，查看 STATUS_CODE 值。

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      • 若 STATUS_CODE 值为 1102 ，则表示成功触发 Mech-Vision 工程运行。

      • 若 STATUS_CODE 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 视觉结果

  1. 待 STATUS_CODE 反馈 1102 后，在 fcCameraTestManually 程序的第 5 节处，将 MM.Camera_User.Step_Num 下一次写入值设置为 6。

    双击 MM.Camera_User.Get_VisData 变量，将其修改为 TRUE，以获取视觉结果。

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  2. 在工具栏中，单击 写入值，便可获取视觉结果。

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  3. 再次双击 MM.Camera_User.Get_VisData 变量，将其修改为 FALSE。

  4. 在监视窗口内，查看 STATUS_CODE 值。

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  5. 查看 Target_Pose 值。

    1. 在监视窗口中，添加 MM.Camera_User 变量。

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    2. 展开 MM.Camera_User 变量，查看 Target_Pose 值，图中为本例收到视觉系统软件发送的 2 组位姿数据（数值为实际值乘以 10000）。

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自动从 Mech-Vision 获取视觉结果

上述小节实现手动从 Mech-Vision 获取视觉结果，参照下图中各程序间的连接，即可实现自动从 Mech-Vision 获取视觉结果。

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从 Mech-Viz 获取规划路径

设置参数

  1. 在 fcCameraTestManually 程序的第 7 节处，将 MM.Camera_User.Step_Num 下一次写入值设置为 10。

    双击 MM.Camera_User.Start_Empty 变量，将其修改为 TRUE，以清除上一次获取的视觉结果。

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  2. 在工具栏中，单击 写入值。

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  3. 再次双击 MM.Camera_User.Start_Empty 变量，将其修改为 FALSE。

  4. 在监视窗口内，查看清除视觉结果后的 Target_Pose 值。

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  5. 在 fcCameraTestManually 程序的第 12 节处，将 Branch_Name、Branch_Exit_Port 的端口值分别设为 1 ，表示 Mech-Viz 工程执行到消息分支 1 时沿第 1 个出口继续执行。

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  6. 在 fcCameraTestManually 程序的第 13 节处，将 Request_Pose_Type 的端口值设为 1 ，表示 Mech-Viz 规划的路径点最终以关节角形式返回。

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触发 Mech-Viz 工程运行

  1. 在 fcCameraTestManually 程序的第 9 节处，将 MM.Camera_User.Step_Num 下一次写入值设置为 14。

    双击 MM.Camera_User.Start_Viz 变量，将其修改为 TRUE，以触发 Mech-Viz 工程运行。

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  2. 在工具栏中，单击 写入值，便可触发 Mech-Viz 工程运行。

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  3. 再次双击 MM.Camera_User.Start_Viz 变量，将其修改为 FALSE。

  4. 在监视窗口内，查看 STATUS_CODE 值。

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    • 若 STATUS_CODE 值为 2103 ，则表示成功触发 Mech-Viz 工程运行。

    • 若 STATUS_CODE 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 消息分支出口

  1. 在 fcCameraTestManually 程序的第 12 节处，将 MM.Camera_User.Step_Num 下一次写入值设置为 20。

    双击 MM.Camera_User.Set_Branch 变量，将其修改为 TRUE，以设置消息分支出口。

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  2. 在工具栏中，单击 写入值，便可设置消息分支出口。

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  3. 再次双击 MM.Camera_User.Set_Branch 变量，将其修改为 FALSE。

  4. 在监视窗口内，查看 STATUS_CODE 值。

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获取 Mech-Viz 规划路径

  1. 在 fcCameraTestManually 程序的第 13 节处，将 MM.Camera_User.Step_Num 下一次写入值设置为 22。

    双击 MM.Camera_User.Get_VizData 变量，将其修改为 TRUE，以获取规划路径。

    稍后观察 MM.FromCamera.SEND_POSE_NUM 值。
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  2. 在工具栏中，单击 写入值，便可获取规划路径。

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  3. 再次双击 MM.Camera_User.Get_VizData 变量，将其修改为 FALSE。

  4. 观察到 MM.FromCamera.SEND_POSE_NUM 值为 2，表示本例程获取到 2 组关节角数据。

  5. 在监视窗口内，查看 STATUS_CODE 值。

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  6. 在监视窗口内，查看 Target_Pose 值（数值为实际值乘以 10000）。

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自动从 Mech-Viz 获取规划路径

上述小节实现手动从 Mech-Viz 获取规划路径，参照下图中各程序间的连接，即可实现自动从 Mech-Viz 获取规划路径。

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