Referaty sesja 4p.indd - Pomiary Automatyka Robotyka

Referaty sesja 4p.indd - Pomiary Automatyka Robotyka

Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
mgr in. Andrzej Nierychlok
dr hab. in. Gabriel Kost, prof. Pol. l.
Instytut Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Systemów
Wytwarzania, Politechnika lska w Gliwicach
PARAMETRYCZNA KONFIGURACJA STEROWNIKA R-J3iB
ROBOTA FANUC DO PRACY W TRYBIE MASTER W SIECI
PROFIBUS DP
Artyku przedstawia konfiguracj sieci PROFIBUS DP w systemie produkcyjnym.
Rozwizanie standardowe, w którym urzdzenie master obsugiwane jest za
pomoc sterownika PLC zastpiono rozwizaniem alternatywnym firmy FANUC,
w którym sterownik robota peni rol urzdzenia master. Rozwizanie takie
stosowane rzadko, charakterystyczne dla maych struktur sieciowych sprawia
sporo trudnoci w zakresie konfiguracji sterownika robota-mastera. Przykadowe
rozwizanie tego typu przedstawiono w pracy.
THE PARAMETRIC CONFIGURATION R-J3iB FANUC ROBOT
TO WORK IN MASTER MODE IN THE NETWORK PROFIBUS DP
This is a PROFIBUS DP network configuration in the system of production.
Standard solution, in which the device master is supported using the PLC
replaced by an alternative solution in which the FANUC company robot
controller acts as a device master. Such rarely used, small structures
characteristic of the network makes a lot of difficulties in terms of configuration
driver robot-master. The example of this type of solution are at work.
1. WSTP – INFORMACJE OGÓLNE O SIECIACH FIELDBUS
Sieci przemysowe typu fieldbus, nale do grupy rozproszonych systemów sterowania DCS
(ang. distributed control system), które usprawniaj proces sterowania przemysowego.
W systemie sterowania wanym elementem jest zapewnienie szybkiej, cyklicznej
i nieprzerwanej wymiany informacji. Dlatego sieci przemysowe zaliczane s do sieci
deterministycznych (krótki gwarantowany czas dostpu do magistrali – tzw. praca w czasie
rzeczywistym), w odrónieniu od sieci probabilistycznych (wymiana danych pomidzy
urzdzeniami roboczymi, tzw. wzami sieci, a jednostk centraln zapewniona jest w cile
okrelonych odstpach czasu, rzdu kilku-kilkunastu milisekund). Wzami sieci mog by
proste urzdzenia, I/O zarówno analogowe jak i cyfrowe (czujniki, zawory, elementy
wykonawcze, falowniki, terminale operatorskie) [3, 4, 5].
Sieci polowe (w tym PROFIBUS) zwikszyy elastyczno oraz wydajno instalacji,
zapewniy redukcj kosztów eksploatacyjnych sieci oraz wzrost jakoci systemów
automatyki. Do zalet sieci PROFIBUS nale: atwa konfiguracja (w przypadku, gdy master
jest sterownikiem PLC), atwe i tanie okablowanie i uruchomienie sieci, oraz dziki dostpnej
dobrze rozbudowanej diagnostyce, moliwo szybkiego zdiagnozowania i usunicia bdu.
2. STEROWANIE SYSTEMAMI PRODUKCYJNYMI
Rozpatrujc róne kryteria oceny systemów sterowania produkcj (odporno na zakócenia
i awarie, niezawodno, rekonfigurowalno, czy nawet moliwo przystosowania do zmian
zachodzcych w otoczeniu) szukano takiej architektury, która speniaaby wyej wymienione
zadania [10].
automation 2009
549
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
Biorc pod uwag podzia przestrzeni decyzyjnej w systemie produkcyjnym wyróni mona
cztery zasadnicze architektury systemów sterowania: architektur scentralizowan,
hierarchiczn, hybrydow i rozproszon. Obecnie tylko dwie ostatnie architektury uznawane
s za przyszociowe, biorc pod uwag budow i sterowanie systemami produkcyjnymi. Sie
PROFIBUS DP opiera si na architekturze rozproszonej, w której urzdzeniem nadrzdnym
jest zazwyczaj sterownik PLC lub komputer klasy PC [10].
Dlatego firmy poszukuj rozwiza alternatywnych, mogcych dorównywa moliwociami
programowalnymi do sterowników PLC, lecz przeznaczonych do systemów produkcyjnych
nie przekraczajcych kilku-kilkunastu urzdze roboczych. Std sterowanie systemami
produkcyjnymi moemy podzieli na dwie grupy: jako systemy mae oraz jako systemy due.
2.1. Sterowanie systemami maymi
Sterowanie w takich systemach opiera si na sterowaniu grup niewielu urzdze roboczych.
Zazwyczaj sterownik PLC bd to komputer klasy PC, penicy rol master, zastpowany jest
przez ukad sterowania urzdzenia roboczego-technologicznego (najczciej robota)
penicego rol urzdzenia nadrzdnego sterujcego ca sieci, a równoczenie rol wza
sieci.
W poczeniu binarnym, jako przekazywanej informacji zaley od wielu czynników
zewntrznych, zakócajcych sygna przesyu danych, a pewno uzyskania sygnau
obarczona jest wysokim kosztem niepewnoci. Poczenia binarne (sie pocze
binarnych 0/1) s atwiejsze w realizacji. Za pomoc sygnaów binarnych mona w prosty
sposób inicjowa stan urzdze sprzgnitych w takiej sieci.
Jednake moliwoci stawiane przez dzisiejsze urzdzenia wykonawcze daleko wykraczaj
poza prosty schemat pocze binarnych. Falowniki komunikujce si przy pomocy systemu
0/1 nie wykorzystuj swych moliwoci. Prosty impulsowy sygna pozwala na wykonanie
programu zapisanego w pamici falownika (brak moliwoci ingerencji w prdko obrotow
serwa, w ilo wykonanych obrotów bd to w zmian obrotów prawych/lewych).
PROFIBUS ogranicze takich nie posiada oraz co waniejsze czuwa nad przesyem
przekazywanych informacji.
2.2. Sterowanie systemami duymi
Urzdzeniem nadrzdnym jest zazwyczaj sterownik PLC, dziki czemu proces konfiguracji
wszystkich urzdze pracujcych w sieci dokonywany jest na komputerze wyposaonym
w specjalistyczne oprogramowanie suce zarówno przy programowaniu jak i wizualizacji
caego systemu, a bdy wykryte podczas wizualizacji mona atwo i szybko skorygowa.
3. ZASTOSOWANIE PROFIBUS DP W PRZEMYLE
Sie PROFIBUS zbudowana jest na zasadzie systemu master-slave, w której jedno z urzdze
peni rol nadrzdn (sprawuje nadzór nad urzdzeniami roboczymi), a drugie tzw. urzdzenie
obiektowe zbiera informacje wejciowe i wystawia informacje wyjciowe (odpowiada na
zapytania urzdzenia nadrzdnego). Elastyczno sieci PROFIBUS pozwala poczy
urzdzenia rónych producentów, odmiennych pod wzgldem funkcjonowania i architektury.
Sieci polowe, do których zalicza si PROFIBUS s rozwiniciem interfejsu RS-485
odpowiedzialnego za komunikacj i przesy danych. Komunikacja sieci PROFIBUS
(PROcess FIeld BUS) opiera si na standardzie IEC 61158 oraz IEC 61784 [3, 4, 5, 6, 7].
Sie PROFIBUS oparta jest o siedmiowarstwowy model sieci ISO/OSI (ang. International
Organization for Standardization/Open System Interconnection), z którego zazwyczaj
550
automation 2009
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
wykorzystywane s warstwy: pierwsza – fizyczna, druga – liniowa, siódma aplikacji –
opcjonalna [3, 4, 5, 8].
Wedug ISO/OSI warstwa pierwsza okrela parametry transmisji i medium transmisyjne,
warstwa druga opisuje protokó dostpu do szyny, a warstwa siódma wykonuje polecenia
(realizuje funkcje) uytkownika [3, 4, 5, 8].
Urzdzenia robocze pracujce w sieci PROFIBUS korzystaj z warstwy liniowej
odpowiedzialnej za niezawodne przekazywanie informacji z odpowiedzi lub
potwierdzeniem, oraz z warstwy aplikacji, która udostpnia programowo zdefiniowane
obiekty w wzach sieci [3, 4, 5, 8].
Transmisja danych odbywa si w standardzie RS-485, poprzez ekranowany dwuyowy
przewód miedziany, lub wiatowód. Prdko transmisji danych zaley od rozpitoci sieci
i moe osiga warto 12000 Kbit/s (w przypadku bezporedniej transmisji z udziaem
2 stacji na odlego nie przekraczajc 100 m). Maksymalna odlego midzy urzdzeniami
wynosi 1200 m (warto t mona zwikszy do 9600 m przy uyciu wzmacniaczy
sygnaowych – repeaters oraz przy ograniczeniu prdkoci transmisji) [3, 4, 5].
Urzdzenia w sieci czy si w struktur linii lub drzewa, w której na pocztku i kocu
zawsze wystpuje terminator. Oba terminatory posiadaj cige zasilanie z sieci, w celu
zapewnienia poprawnego jej dziaania. [3, 4, 5].
3.1. Struktura systemu mono-master oraz multi-master
PROFIBUS DP moe pracowa jako sieci typu mono-master, czyli z jednym urzdzeniem
nadrzdnym (gównie jest to sterownik PLC) oraz jako multi-master (od wersji DP-V1)
z wieloma stacjami nadrzdnymi. Wybór rozwizania uzaleniony jest od struktury sieci,
potrzeb i wymaga uytkownika, a dua elastyczno przy projektowaniu sieci fieldbus
umoliwia jej bezproblemow konfiguracj. W systemie mono-master informacje
przepywaj w trybie master-slave (rolling), z kolei w systemach multi-master przekazywany
jest znacznik w ustalonej kolejnoci (token ring), który nadaje prawo dostpu do magistrali
(token passing) i tym samym prawo zarzdzania sieci [3, 4, 5].
W przemysowych konfiguracjach sieci typu mono-master urzdzeniem nadrzdnym jest
najczciej sterownik PLC. Urzdzenia DP Slave podczone zostay za porednictwem
medium komunikacyjnego z urzdzeniem nadrzdnym, odpowiedzialnym za poprawne
dziaanie caej sieci. Zalet takiej konfiguracji jest osignicie najkrótszego cyklu pracy caej
sieci. Przekaz danych informacyjnych rozpoczyna zawsze master, wysyajc zapytania do
urzdze podrzdnych (slave), które odpowiadaj na zapytania mastera. Tak przebiegajc
wymian informacji nazywamy odpytywaniem (polling). Moliwy jest take tryb transmisji
zwany rozgaszaniem (broad-casting), w którym to master wysya zapytania do wszystkich
stacji na raz. W przypadku sieci multi-master do jednej magistrali przyporzdkowanych jest
wiele stacji nadrzdnych, które to mog tworzy niezalenie dziaajce podsystemy, albo
urzdzenia nadzorujce i kontrolujce (diagnostyczne) dziaanie sieci. W praktyce liczba
stacji master rzadko kiedy przekracza trzy. Informacje o stanie urzdze DP Slave mona
odczyta przez kadego mastera, jednake zapis informacji moliwy jest tylko przez jedno
urzdzenie, które podczas projektowania systemu zostao przyporzdkowane jako DPM1,
czyli gówny sterownik caej sieci [3, 4, 5].
3.2. Diagnostyka sieci PROFIBUS DP
Niewtpliw zalet jak niesie ze sob PROFIBUS DP s moliwoci diagnostyczne sieci
oraz urzdze polowych. W przypadku sygnaowych pocze binarnych takiej moliwoci
nie mamy [9].
automation 2009
551
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
Informacje diagnostyczne zwizane s przede wszystkim z urzdzeniami polowymi
i umoliwiaj wykrycie bdów typu: brak zasilania w obwodach wykonawczych, ogólna
informacja, który z moduów pracuje nieprawidowo, szczegóowa informacja opisujca dany
bd urzdzenia. Oczywicie takie informacje szczegóowe zarówno diagnostyczne jak
i funkcjonalne s dostpne dla urzdze pracujcych w systemie DP-V1 i wyej [9].
Dla ledzenia na bieco informacji funkcjonalnych opisujcych dane urzdzenie w danej
chwili wymagane jest dodatkowe stanowisko master obsugiwane za pomoc komputera klasy
PC z odpowiednim oprogramowaniem diagnostycznym [9].
Gównym problemem w komunikacji PROFIBUS DP jest medium transmisyjne. Dla
sprawdzenia poprawnoci przesyanego sygnau uytkownik moe zaopatrzy si
w dedykowany tester okablowania PROFIBUS lub skorzysta z urzdzenia uniwersalnego
typu oscyloskop. Dziki tym urzdzeniom moliwe jest wykrycie zaguszonego sygnau lub
te braku takiego sygnau. Dodatkow zalet tych pierwszych s niewielkie wymagania
stawiane uytkownikowi i jednoczenie bardzo szybka i precyzyjna lokalizacja problemu, np.:
x zwarcie pomidzy liniami danych bd te pomidzy liniami danych a ekranem sieci,
x przerwa w linii danych lub ekranie sieci,
x niewaciwa terminacja segmentu,
x skrosowanie linii danych,
x niejednorodno kabla,
x wystpowanie odgazie.
Sie PROFIBUS z rozbudowanymi funkcjami diagnostycznymi oraz funkcjonalnymi moe
skutecznie wypiera poczenia binarne [9].
4. ROZWIZANIE ALTERNATYWNE – KONFIGURACJA
BEZ STEROWNIKA PLC
Dla maych sieci (pkt. 2.1) obejmujcych swym zakresem kilka-kilkanacie wzów,
z których jednym jest sterownik (US) robota manipulacyjnego, firma FANUC dla sterownika
R-J3iB opracowaa komunikacj wykorzystujc sie PROFIBUS DP za pomoc urzdzenia
penicego rol zarówno mastera sieci jak i urzdzenia roboczego. Osignito to podczajc
do US robota kart master sieci PROFIBUS DP, umoliwiajc w peni zastpienie
sterownika PLC w sieci.
Programowanie sieci za pomoc sterowników PLC wie si z przygotowaniem programu
sterujcego poszczególnymi wzami sieci na komputerze klasy PC, wgraniu do pamici
robota parametrów urzdze polowych (wzów), które wg specyfikacji zapisane s w pliku
tekstowym z rozszerzeniem .GSD, a nastpnie przesaniu do sterownika PLC odpowiednio
skompilowanego kodu programu. Parametry urzdze dostarcza ich producent. Takie
rozwizanie jest optymalne przy obsudze duej iloci urzdze podczonych do sieci
(wzów) oraz w przypadku rzadkiej ingerencji operatorskiej w kod ródowy programu
sterujcego systemem produkcyjnym. W maych systemach produkcyjnych,
charakteryzujcych si wysokim poziomem elastycznoci produkcji, celowe jest
wykorzystanie, które oferuje firma FANUC dla sterownika R-J3iB. Cay kod programu
sterujcego prac poszczególnych wzów sieci wprowadzany jest z poziomu programatora
robota (Teach Pendant) i jego US.
Tak infrastruktur sieci zastosowano w zrobotyzowanym systemie technologicznym
Instytutu Automatyzacji Procesów Technologicznych i Zintegrowanych Metod Wytwarzania,
gdzie urzdzeniem nadrzdnym jest sterownik R-J3iB robota FANUC Arc Mate 100iB
552
automation 2009
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
(rys. 1). Idea dziaania PROFIBUS sterowanej przez sterownik R-J3iB jest identyczna jak
sieci opartej na sterowniku PLC. Urzdzenia technologiczne i pomocnicze systemu
wyposaone zostay w odpowiednie karty PROFIBUS DP przystosowane do wspópracy ze
sterownikiem R-J3iB robota jako masterem. Karty te pracuj jako slave, zgodne ze
standardem DP-V1.
przewód sieci PROFIBUS
Jednostka
centralna robota 2
SLAVE
Robot 2
SLAVE
przewód sygnaowy
Robot 1
MASTER
ink
xL
Fl e
Komputer
PROFIBUS
-CNC
przewód sygnaowy
Jednostka
sterujca
MOVIDRIVE
MDX60B/61B
ik
on
en
Pr z
przewód sieci PROFIBUS
Jednostka
centralna robota 1
MASTER
CNC
Obrabiarka EMCO
Rys. 1: Rozmieszczenie urzdze w zrobotyzowanym gniedzie obróbczym
Schemat rozmieszczenia stanowisk roboczych z podziaem na urzdzenie master i slave
przedstawia rys. 2. Robot FANUC Arc Mate 100iB steruje prac pozostaych urzdze
technologicznych oraz kontroluje ich stan pracy.
Sterowanie obrabiark CNC odbywa si za pomoc tumaczenia informacji wysyanych
i odbieranych przez port RS-485 na RS-232 za pomoc komputera klasy PC.
5. KONFIGURACJA SIECI, PARAMETRY ORAZ AKTYWACJA URZDZE
Niewtpliw zalet pracy systemu produkcyjnego opartego o sie PROFIBUS DP sterowan
przez kontroler robota (rys. 2) jest konfiguracja wszystkich urzdze pracujcych w sieci przy
stanowisku roboczym, z moliwoci ledzenia pracy caej sieci.
Pierwszym etapem konfiguracji sieci jest zdefiniowanie wszystkich urzdze – wzów sieci.
W przypadku kiedy rol mastera spenia US robota, parametry urzdze wpisuje si z teachpendant’a i zapamituje w pamici karty master robota.
Struktur menu sterownika R-J3iB (rys. 3) uporzdkowano w sposób odpowiadajcy za
wykonywane przez sterownik funkcje. W oknie menu pokazano funkcje: wykaz aktualnych
alarmów, wejcie do menu setup’u, wejcie do menu I/O, itp.
Robot FANUC
Arc Mate 100 iB
DP Master
Network
Robot FANUC
Arc Mate 100 iB
Falownik SEW
MOVIDRIVE
CNC EMCO
Turn 155
DP Slave - #1
DP Slave - #2
DP Slave - #3
Rys. 2: Topologia wykorzystanej sieci PROFIBUS DP
automation 2009
553
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
MENUS
DP MASTER
DIAGNOSTIC DATA
PROFIBUS
FILE
UTILITIES
USER
MANUAL
FCTNS
SELECT
TEST
CYCLE
EDIT
ALARM
DATA
I/O
DP MASTER DIGITAL
I/O CONFIG
DP MASTER ANALOG
I/O CONFIG
PROFIBUS
STATUS
POSITION
DP SLAVE SETUP
PROFIBUS
SETUP
DP MASTER SETUP
DP MASTER BUS
PARAMETER
SYSTEM
DP MASTER SLAVE
PARAMETER
Rys. 3: Mapa menu PROFIBUS DP dla sterownika R-J3iB [1]
Parametry sieci konfigurowane s z wykorzystaniem menu funkcji SETUP sterownika robota.
Zamieszczone rysunki przedstawiaj opcje konfiguracyjne i parametry sieci PROFIBUS DP
(rys. 4, 5, 6, 7, 8), jakie naley zdefiniowa dla poprawnej pracy sieci.
Parametr konfiguracji PROFIBUS DP o nazwie DP MASTER SLAVE PARAMETER
(rys. 4) umoliwia szybkie wczenia/wyczenia stacji slave z pracy w sieci. Moliwe jest
podczenie do 32 urzdze roboczych pracujcych w sieci (DISABLE), w której sterownik
R-J3iB peni rol master. Domylnie adresy stacji slave (DISABLE) rozpoczynaj si od
numeru trzeciego. Dla uatwienia rozpoznania urzdzenia w sieci mona wypeni pole
komentarza, wpisujc nazw pracujcego na danym adresie urzdzenia polowego [1, 2].
SETUP PROFIBUS-DP
DP MASTER SLAVE PARAMETER
NO ENB/DIS Address
1
DISABLE 3
[
2
DISABLE 4
[
3
DISABLE 5
[
4
DISABLE 6
[
5
DISABLE 7
[
6
DISABLE 8
[
7
DISABLE 9
[
8
DISABLE 10
[
9
DISABLE 11
[
FANUC
SEW
1/32
Comment
]
]
]
]
]
]
]
]
]
ENABLE
ENABLE
Rys. 4: Parametry stacji slave [1, 2]
Z prawej strony zamieszczone zostay dane, wprowadzone dla urzdze roboczych (Robot
FANUC Arc Mate 100iB – slave oraz FLEXLINK z falownikiem SEW MOVIDRIVE MDX
60B/61B). W ustawieniach domylnych robot pracujcy jako slave (rys. 1, 2) przypisany
zosta w sieci na adresie trzecim, a podajnik z falownikiem MOVIDRIVE MDX 60B/61B na
adresie czwartym [1, 2].
554
automation 2009
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
Kolejny krok konfiguracji dotyczy funkcji ustawie zaawansowanych sieci PROFIBUS DP
(rys. 5). Parametry poszczególnych urzdze wpisuje si wg danych pozyskanych z plików
.GSD dostarczonych przez producentów urzdze (slave).
SETUP PROFIBUS-DP
DP MASTER SLAVE PARAMETER 1
1
SLAVE ENABLE/DISABLE
2
STATION ADDRESS
COMMENT
3
[
]
4
INPUT OFFSET ADDRESS
5
OUTPUT OFFSET ADDRESS
6
INPUT BYTES
7
OUTPUT BYTES
8
SLAVE FLAG
9
ACTIVE
10
NEW PRM
11 SLAVE TYPE
12 STATION STATUS
13
LOCK REQ
14
UNLOCK REQ
15
SYNC REQ
16
FREEZE REQ
17
WD REQ
18 WD FACT1
19 WD FACT2
20 MIN TSDR
21 IDENT NUMBER
22 GROUP IDENT
23
GROUP 1
24
GROUP 2
25
GROUP 3
26
GROUP 4
27
GROUP 5
28
GROUP 6
29
GROUP 7
30
GROUP 8
31 USER PRM DATA BYTES
32 USER PRM DATA
33 CONFIG DATA BYTES
34 CONFIG DATA
35 DPRAM INPUT OFFSET
36 DPRAM OUTPUT OFFSET
37 SLAVE USER DATA BYTES
38 SLAVE USER DATA
1/38
DISABLE
3
0
0
3
1
192 (C0 h)
ON
ON
0
184 (B8 h)
ON
OFF
ON
ON
ON
10
10
55
14 (E h)
0 (0 h)
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
5
*DETAIL*
2
*DETAIL*
0 (0 h)
1024 (400 h)
0
*DETAIL*
FANUC
SEW
ENABLE
3
ENABLE
4
3
1
14
14
136 (88 h)
ON
OFF
OFF
OFF
ON
136 (88 h)
ON
OFF
OFF
OFF
ON
159 (9F h)
24579 (6003 h
0
9
3
2
96 (60 h)
128 (80 h)
4128 (1020 h) 4160 (1040 h)
Rys. 5: Szczegóowe parametry stacji slave [1, 2]
Rys. 6 jest rozszerzeniem parametru 32 z konfiguracji USER PRM DATA przedstawionej na
rys. 5. Opisuje parametry odpowiedzialne za transfer danych. Dla robota pracujcego jako
slave (drugi robot) nie s wymagane zmiany parametrów z uwagi na domylne
skonfigurowanie obu kart PROFIBUS DP podpitych do robotów. Dane dla podajnika
tamowego FLEXLINK z napdem SEW odczytano z pliku .GSD dostarczonego przez
producenta a po podczeniu specjalistycznego urzdzenia testowego (programator SEW)
zmieniono je na parametry mniej rygorystyczne [1, 2].
automation 2009
555
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
SETUP PROFIBUS-DP
DP MASTER SLAVE PARAMETER 1
USER PARAM DATA
DEC
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0
8
0
9
0
FANUC
SEW
1/180
HEX
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
0
0
0
6 (6 h)
129 (81 h)
0
0
1 (1 h)
1 (1 h)
Rys. 6: Dane parametrów urzdzenia [1, 2]
Parametry widoczne na rys. 7 przedstawiaj dane, które take zostay odczytane z pliku .GSD,
dla konfiguracji odpowiadajcej 8 bajtom wychodzcym i 10 bajtom wchodzcym [1, 2].
SETUP PROFIBUS-DP
DP MASTER BUS PARAMETER
USER DATA
DEC
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0
8
0
9
0
FANUC
SEW
1/32
HEX
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
(0 h)
192 (C0 h) 243 (F3 h)
7 (7 h)
242 (F2 h)
9 (9 h)
Rys. 7: Dane urzdzenia [1, 2]
Rys. 8 pokazuje list parametrów zawartych w oknie konfiguracyjnym DP MASTER
DIGITAL I/O CONFIG wartoci transmisji danych bajtowych dla poszczególnych urzdze
podczonych w sieci. Dane jakie zostay wprowadzone zapisywane s poniej okna
konfiguracyjnego, z tym e parametry dla urzdzenia pracujcego na adresie trzecim, tj.
obrabiarki sterowanej numerycznie na dzie dzisiejszy s w fazie eksperymentalnej.
SETUP PROFIBUS-DP
DP MASTER DIGITAL I/O
NO Address IN-BYTE
1
3
3
2
4
10
3
5
10
4
6
18
5
7
3
6
8
3
7
9
3
8
10
3
9
11
3
CONFIG
OUT-BYTEIN-OFS
1
0
8
3
8
13
10
13
1
13
1
13
1
13
1
13
1
13
Parametry sieci ustawione dla urzdze 3-5
1
3
3
1
0
2
4
14
14
3
3
5
17
15
13
1/32
OUT-OFS
0
1
9
9
9
9
9
9
9
0
1
9
Rys. 8: Konfiguracja parametrów DIGITAL I/O [1, 2]
556
automation 2009
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
Cigle trwaj prace nad sposobem skonfigurowania tego urzdzenia w sieci pracujcego pod
kontrol sterownika R-J3iB (standardowo, ukad sterowania EMCO nie umoliwia takiej
wspópracy – konieczne jest oprogramowanie zcza DNC w sterowniku obrabiarki).
Rys. 9 przedstawia plik .GSD dla stacji slave robota FANUC, w którym pokazane zostay
tylko najwaniejsze parametry jakie naley ustawi na robocie master.
;==========================
; DP-Slave : FANUC Robot
; Date : 03.19.2005
;==========================
;
#Profibus_DP
Vendor_Name
= “FANUC”
Model_Name
= “FANUC ROBOT”
Revision
= “1.0”
Ident_Number
= 0x009F
Protocol_Ident
=0
Station_Type
=0
FMS_supp
=0
…
; Slave specific parameters
Freeze_Mode_supp
=0
Sync_Mode_supp
=0
Auto_Baud_supp
=1
Set_Slave_Add_supp
=0
User_Prm_Data_Len
=0
Min_Slave_Intervall
=1
Modular_Station
=1
Max_Module
=1
Max_Input_Len
= 32
Max_Output_Len
= 32
Max_Data_Len
= 64
;
Module = “8 Byte Out, 10 Byte In” 0xC0 , 0x07 , 0x09
EndModule
Module = “32 Byte Out, 32 Byte In” 0xC0 , 0x1F , 0x1F
EndModule
…
;
Rys. 9: Schemat pliku GSD dla DP-Slave [1]
6. WNIOSKI
Sie oparta na urzdzeniu nadrzdnym – master, pracujcym nie jako sterownik PLC lecz
jako urzdzenie robocze, pozwala w prosty sposób pokaza zasad dziaania komunikacji
(wymiandy danych) w sieci PROFIBUS DP. Zalet takiego rozwizania jest szybkie pisanie
kodu programu dla urzdze znajdujcych si w sieci. Prosty program komunikujcy si
z urzdzeniami polowymi przypomina konfiguracj podobn dla sieci binarnej, przy bardziej
zoonym kodzie programu, np. sterowanie serwem wymaga od uytkownika wiekszej
wiedzy i niekiedy take praktyki.
automation 2009
557
Pomiary Automatyka Robotyka 2/2009
Najwiksz trudnoci podczas budowy takiej sieci by problem z ustanowieniem poczenia
pomidzy urzdzeniami polowymi. Problem tkwi w ustawieniu paramatrów urzdze na
masterze sieci. Wymagane byo dokadne przeledzenie pliku .GSD dla kadego urzdzenia,
wybranie odpowiednich parametrów potrzebnych do prawidowej komunikacji urzdze oraz
ustalenie zakresu przekazywanych informacji w pojedyczej ramce komunikatu. Aby
zrozumie kod pliku .GSD nie wystarczyo zapozna si z jego struktur, naleao sign do
odpowiednich pomocy naukowych opisujcych struktur pliku, jego parametry, skróty nazw,
itp. Po udanej konfiguracji, gdy master sieci widzi urzdzenia polowe, pisanie programu staje
si niebywale proste.
Dla sieci maych, takich jak laboratorium w instytucie rozwizanie oferowane przez firm
FANUC mona okreli jako optymalne. Niewiele urzdze wchodzcych w skad sieci
przemysowej daje si atwo zaprogramowa, a tym samym koszty takiej infrastruktury sieci
s mniejsze od rozwiza standardowych.
Take studenci podczas zaj labolatoryjnych mog zapozna si z alternatywn metod
programowania systemów produkcyjnych przy wykorzystaniu sieci PROFIBUS DP.
7. LITERATURA
[1] FANUC Robot Series (R-J3 Controller), PROFIBUS-DP(12M), Interface Function Operator’s Manual, FANUC LTD 1996
[2] SEW EuroDrive, MOVIDRIVE MDX 61B, FIELDBUS DFP21B PROFIBUS DP,
wydanie 03/2004
[3] W. Solnik, Z. sZajda: „Komputerowe sieci przemysowe Profibus DP i MPI”, Oficyna
Wydawnicza Politechniki Wrocawskiej, Wrocaw 2005
[4] K. Sacha: „Sieci miejscowe PROFIBUS”, Wydawnictwo MIKOM, Warszawa 1998
[5] PROFIBUS Technology and Application, PROFIBUS PNO, Padziernik 2002
[6] IEC 61158 – „Digital Data Communication for Measurement and Control-Fieldbus for
Use in Industrial Control Systems”
[7] IEC 61784 – „Profile Sets for Continuous add Discrete Manufacturing Relative to
Fieldbus Use in Industrial Control Systems”
[8] ISO 7498-1:1994 – „Information Technology – Open Systems Interconnection – Basic
Reference Model: The Basic Model”
[9] A. Szymiczek – „Skuteczna diagnostyka i zwikszanie niezawodnoci sieci
PROFIBUS DP”
[10] J. Zajc – „Wieloagentowe sterowanie zrobotyzowanymi systemami produkcyjnymi”.
558
automation 2009