基于OPC UA的ABB工業(yè)機器人通信測試

劉文光 張銘銘

（1.濟南職業(yè)學(xué)院，山東濟南250103；2.青島市中心醫(yī)院，山東青島266042）

0 引言

OPC UA是一個開放的跨平臺架構(gòu)，由全世界30多家知名制造企業(yè)聯(lián)合開發(fā)，具有較高的安全性和可靠性，為自動化生產(chǎn)系統(tǒng)提供了新的信息模型和抽象體系結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型嵌入到服務(wù)器地址空間中，支持大量的通用服務(wù)，已成為工業(yè)4.0階段的通信標(biāo)準(zhǔn)[1]。

本測試?yán)肙PC UA通信實現(xiàn)如下功能：將ABB工業(yè)機器人的IRC5控制器設(shè)為OPC UA服務(wù)器，利用UaExpert作為OPC UA客戶端，在RobotStudio仿真環(huán)境下實現(xiàn)ABB工業(yè)機器人系統(tǒng)和客戶端的通信，同時還可實現(xiàn)在客戶端控制工業(yè)機器人啟停，讀取工業(yè)機器人運行狀態(tài)信息。

1 在RobotStudio中創(chuàng)建ABB工業(yè)機器人系統(tǒng)，添加需要通信的數(shù)據(jù)并編程

在RobotStudio中創(chuàng)建ABB工業(yè)機器人系統(tǒng)，選擇系統(tǒng)選項“616-1 PC interface”和“623-1 Multitasking”。

新建RAPID例行程序控制TCP的運動軌跡，利用clock型程序數(shù)據(jù)clock1記錄TCP每個周期的運動時間。添加num型可變量nCycleTime，利用功能ClkRead（）將clock1中記錄的周期時間值賦給nCycleTime。

添加虛擬輸入輸出vdi_start、vdi_stop、vdo_motoron、vdo_start和vdo_stop，其中vdo_start和vdo_stop的Access Level 設(shè)置為All，使得所有本地客戶端和遠程客戶端都擁有對vdo_start和vdo_stop的寫入權(quán)限。添加2個Cross Connection：start1和stop1，如圖1、圖2 所示。添加兩個System Input：vdi_start_Start和vdi_stop_Stop，將虛擬輸入vdi_start與系統(tǒng)輸入Start關(guān)聯(lián)，將虛擬輸入vdi_stop與系統(tǒng)輸入Stop關(guān)聯(lián)。添加1個System Output：vdo_motoron_MotorOn，將虛擬輸出vdo_motoron與系統(tǒng)輸出Motors On關(guān)聯(lián)。

圖1 Cross Connection：start1

新建bool型可變量flag1。新建例行程序set_flag1（）和reset_flag1（）。在set_flag1（）中 將flag1 賦 值 為TRUE，在reset_flag1（）中將flag1賦值為FALSE。添加4個Event Routine：START_set_flag1 、RESTART_set_flag1 、STOP_reset_flag1 和QSTOP_reset_flag1。START_set_flag1和RESTART_set_flag1分別用于啟動和重啟時將flag1賦值為TRUE，STOP_reset_flag1和QSTOP_reset_flag1分別用于停止和急停時將flag1賦值為FALSE。

圖2 Cross Connection：stop1

添加Task t2，在Task t2中編寫程序?qū)崿F(xiàn)啟停控制，程序調(diào)試無誤后將其Type設(shè)為Semistatic。

2 將IRC5設(shè)為OPC UA服務(wù)器

打開IRC5 OPC UA Server Config Tool，單擊，單擊Add New Alias，單擊。勾選System Name，單擊，單擊。單擊，在彈出的OPC Server restart窗口中單擊。單擊，輸入獲取OPC Server數(shù)據(jù)讀寫權(quán)限的用戶名和密碼，在Username對話框中輸入Default User，在Password對話框中輸入robotics。單擊，記錄下IRC5的URL。

3 利用UaExpert作為OPC UA客戶端

如需開發(fā)OPC UA客戶端，可從UaExpert中查看節(jié)點的通用屬性，NodeId用于在地址空間中唯一確定和定位一個節(jié)點；NodeClass定義節(jié)點類別；BrowseName用于瀏覽地址空間時標(biāo)識節(jié)點；DisplayName表示節(jié)點名稱；Description表示節(jié)點的本地化描述；WriteMask 定義節(jié)點屬性是否可被修改；UserWriteMask定義當(dāng)前用戶是否可修改節(jié)點屬性[2]。

4 結(jié)語

本測試實現(xiàn)了作為OPC UA服務(wù)器的ABB工業(yè)機器人IRC5控制器與作為OPC UA客戶端的UaExpert之間的通信，可以在OPC UA客戶端遠程監(jiān)控ABB工業(yè)機器人。下一步的工作，可探索實現(xiàn)不同廠家的工業(yè)機器人、PLC、各種嵌入式設(shè)備之間數(shù)據(jù)通信的統(tǒng)一操作。