任務(wù)4.1認(rèn)識(shí)I/O控制面板沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院任務(wù)描述工業(yè)機(jī)器人I/O系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用中占有極其重要的位置，它是機(jī)器人與周邊外部設(shè)備完成信息交互的主要通道，負(fù)責(zé)機(jī)器人與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。在一個(gè)機(jī)器人工作站中，一般機(jī)器人本體的成本大約占1/3，而外部設(shè)備及工業(yè)軟件占2/3，機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的控制，就需要有相應(yīng)的輸入輸出部件完成相應(yīng)的功能。ABB提供了豐富的I/O通信接口，使得用戶能夠方便地通過它與各種傳感器、執(zhí)行器等外部設(shè)備進(jìn)行通信。通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，使操作者了解工業(yè)機(jī)器人I/O板的功能、結(jié)構(gòu)及其配置方法，對(duì)于機(jī)器人系統(tǒng)的編程、維護(hù)和故障排除至關(guān)重要。任務(wù)內(nèi)容123認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板設(shè)置DSQC651板參數(shù)了解常用的I/O通信1.了解常用的I/O通信了解常用的I/O通信ABB機(jī)器人提供了多種接口，支持多種協(xié)議，可以輕松實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信息傳遞。其中有不同廠商推出的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議如ProfiBus、DeviceNet、ProfiBus-DP、ProfiNet等需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。1.常用的幾種通信協(xié)議（1）DeviceNet通信DeviceNet是由美國Allen-Bradley公司（后被Rockwell自動(dòng)化公司合并）所開發(fā)，它是一個(gè)簡(jiǎn)單、廉價(jià)而高效的通信協(xié)議，是適用于底層的一種現(xiàn)場(chǎng)總線。（2）ProfiBus通信ProfiBus是一個(gè)廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，在1987年由德國西門子公司等十四家公司及五個(gè)研究機(jī)構(gòu)所推動(dòng)，它是程序總線網(wǎng)絡(luò)（ProcessFieldBus）的簡(jiǎn)稱，是一種國際化、開放式、不依賴于生產(chǎn)商的現(xiàn)場(chǎng)總線。（3）ProfiNet通信ProfiNet通信是一種新的以太網(wǎng)通信系統(tǒng)，是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。（4）Modbus通信Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司（現(xiàn)在的施耐德電氣SchneiderElectric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表。（5）RS-232通信RS-232是常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)之一，它是由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)公司、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家于1970年共同制定。（6）數(shù)字I/O硬接線

工業(yè)機(jī)器人中將按鈕、行程開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及電磁閥、繼電器等設(shè)備通過端子的形式與機(jī)器人I/O接口相連接，對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)采集或控制。了解常用的I/O通信2.I/O接口電路的功能及結(jié)構(gòu)（1）I/O接口電路主要完成的功能

1）進(jìn)行必要的電隔離，其隔離措施一般采用光電耦合隔離，防止高頻干擾信號(hào)的竄入，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和強(qiáng)電對(duì)系統(tǒng)的破壞。2）進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。（2）開關(guān)量輸入/輸出接口電路結(jié)構(gòu)

開關(guān)量信號(hào)輸入輸出接口電路原理圖分別如圖4-1、圖4-2所示。圖4-1開關(guān)量信號(hào)輸入接口電路圖4-2開關(guān)量信號(hào)輸出接口電路了解常用的I/O通信3.ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板ABB標(biāo)準(zhǔn)的I/O板提供了數(shù)字信號(hào)輸入DI、數(shù)字信號(hào)輸出DO，模擬信號(hào)輸入AI、模擬輸出信號(hào)AO以及輸送鏈跟蹤單元，見表4-1。表4-1常用ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板序號(hào)型號(hào)說明12345DSQC651DSQC652DSQC653DSQC355ADSQC377A分布式I/O模塊，di8、do8、ao2分布式I/O模塊，di8、do8分布式I/O模塊，di8、do8帶繼電器分布式I/O模塊，ai4、ao4輸送鏈跟蹤單元

2.認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板在使用時(shí)需要設(shè)置相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)參數(shù)后才可以正常使用，需要設(shè)置的參數(shù)包括I/O模塊單元、I/O信號(hào)，設(shè)置完成后需要重啟系統(tǒng)后生效。在系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)配置的I/O單元需要設(shè)置的參數(shù)至少包括4個(gè)，見表4-2。表4-2

標(biāo)準(zhǔn)I/O板參數(shù)設(shè)置表序號(hào)型號(hào)說明1234NameTypeofUnitConnectedtoBusDeviceNetAddressI/O單元名稱I/O單元類型I/O單元所在總線I/O單元占用的總線地址I/O標(biāo)準(zhǔn)版參數(shù)設(shè)置完成后，需要對(duì)I/O標(biāo)準(zhǔn)板上的信號(hào)進(jìn)行定義，設(shè)置一個(gè)數(shù)字I/O信號(hào)需要定義的參數(shù)至少包括4個(gè)，見表4-3。表4-3I/O信號(hào)參數(shù)設(shè)置表序號(hào)型號(hào)說明1234NameTypeofSignalAssignedtoUnitDeviceNetAddressI/O信號(hào)名稱I/O信號(hào)類型I/O信號(hào)所在的I/O單元I/O單元占用的單元地址認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板1.ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC651DSQC651板如圖4-3所示，主要提供8個(gè)數(shù)字量輸入，8個(gè)數(shù)字量輸出和2個(gè)模擬量輸出信號(hào)的處理；它有X1、X3、X5、X6四個(gè)模塊接口、模塊狀態(tài)指示燈、數(shù)字輸入信號(hào)指示燈及數(shù)字輸出信號(hào)指示燈，模塊接口說明如圖4-4所示。圖4-3DSQC651板圖4-4DSQC651板模塊接口說明X1接口各引腳定義及地址分配見表4-4。認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板表4-4X1接口各引腳定義及地址分配表X1端子號(hào)使用定義地址分配12345678910OUTPUTCH1OUTPUTCH2OUTPUTCH3OUTPUTCH4OUTPUTCH5OUTPUTCH6OUTPUTCH7OUTPUTCH80V24V3233343536373839X3接口各引腳定義及地址分配見表4-5。認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板表4-5X3接口各引腳定義及地址分配表X3端子號(hào)使用定義地址分配12345678910IUTPUTCH1IUTPUTCH2IUTPUTCH3IUTPUTCH4IUTPUTCH5IUTPUTCH6IUTPUTCH7IUTPUTCH80V未使用01234567認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板X5接口為DeviceNet總線接口，是掛在DeviceNet網(wǎng)絡(luò)上的，該端口用來設(shè)置模塊在網(wǎng)絡(luò)中的地址。其接口上各引腳的定義見表4-6，其中，編號(hào)6～12的跳線用來決定該I/O模塊在DeviceNet總線中的地址，使用該模塊時(shí)必須要設(shè)置地址，地址范圍為10～63。表4-6

X5接口各引腳定義X5端子號(hào)使用定義123456789101112電源GND，黑色CAN信號(hào)線low，藍(lán)色屏蔽線CAN信號(hào)線high，白色24V電源，紅色GND，地址選擇公共端模塊IDbit0(LSB)模塊IDbit1模塊IDbit2模塊IDbit3模塊IDbit4模塊IDbit5(MSB)認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板X5接口地址設(shè)置方法如圖4-5所示，剪掉相應(yīng)的引腳跳線，即可設(shè)置相應(yīng)的模塊地址，例如，將8號(hào)引腳和10號(hào)引腳的跳線剪掉，該模塊的地址被設(shè)置為10（8+2）。圖4-5DSQC651板X5接口電路圖認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板X6接口內(nèi)部電路如圖4-6所示，方框內(nèi)部為DSQC651板的接口電路，電壓輸出范圍為0～10V。圖4-6DSQC651板X6接口電路圖X6接口各引腳定義及地址分配見表4-7。認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板表4-7X6接口各引腳定義及地址分配表X6端子號(hào)使用定義地址分配123456未使用未使用未使用模擬輸出量0V模擬輸出量AO1模擬輸出量AO20～1516～31認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板2.ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC652DSQC652板如圖4-7所示，主要提供16個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)和16個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)的處理；其模塊接口說明如圖4-8所示圖4-7DSQC652板圖4-8DSQC652板模塊接口說明X1、X2接口各引腳定義及地址分配見表4-8。認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板表4-8X1、X2接口各引腳定義及地址分配表X1端子號(hào)使用定義地址分配X2端子號(hào)使用定義地址分配12345678910OUTPUTCH1OUTPUTCH2OUTPUTCH3OUTPUTCH4OUTPUTCH5OUTPUTCH6OUTPUTCH7OUTPUTCH80V24V0123456712345678910OUTPUTCH9OUTPUTCH10OUTPUTCH11OUTPUTCH12OUTPUTCH13OUTPUTCH14OUTPUTCH15OUTPUTCH160V24V89101112131415認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板X3接口與X4接口分別包括8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)，典型的輸入電壓為24VDC，輸入電壓范圍為：高電平“1”為15～35V，低電平“0”為-35～5V，輸入電流為5.5mA。X3接口地址分配與DSQC651的X3接口相同，X4接口引腳的定義及地址分配見表4-9。表4-9X4接口各引腳定義及地址分配表X4端子號(hào)使用定義地址分配12345678910IUTPUTCH8IUTPUTCH9IUTPUTCH10IUTPUTCH11IUTPUTCH12IUTPUTCH13IUTPUTCH14IUTPUTCH150V未使用89101112131415DSQC651的X5端子接口、功能及地址設(shè)置方法與DSQC651相同。認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板3.ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC653DSQC653板如圖4-9所示，主要提供8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)和8個(gè)數(shù)字繼電器輸出信號(hào)的處理；其模塊接口說明如圖4-10所示。圖4-9DSQC653板圖4-10DSQC653板模塊接口說明X1接口各引腳定義及地址分配見表4-10。認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板表4-10X1接口各引腳定義及地址分配表X1端子號(hào)使用定義地址分配12345678910111213141516OUTPUTCH1AOUTPUTCH1BOUTPUTCH2AOUTPUTCH2BOUTPUTCH3AOUTPUTCH3BOUTPUTCH4AOUTPUTCH4BOUTPUTCH5AOUTPUTCH5BOUTPUTCH6AOUTPUTCH6BOUTPUTCH7AOUTPUTCH7BOUTPUTCH8AOUTPUTCH8B01234567認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板X1接口電路圖如圖4-11所示，以O(shè)UTPUTCH1A，OUTPUTCH1B為例。圖4-11DSQC653板X1接口電路DSQC653板的X3接口（10～16腳未使用）、X5接口功能與DSQC651相同。4.ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC355ADSQC355A主要提供了4個(gè)模擬量輸入信號(hào)和4個(gè)模擬量輸出信號(hào)的處理，其接口及功能如圖4-12所示。圖4-12DSQC355A板接口及功能認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板X3接口各引腳定義見表4-11。表4-11

X3接口各引腳定義X3端子號(hào)使用定義123450V未使用接地未使用24VDSQC355A的X5接口為DeviceNet接口，其功能模塊地址設(shè)置方法與DSQC651板相同。X7接口各引腳定義及地址分配見表4-12。表4-12X7接口各引腳定義及地址分配表X7端子號(hào)使用定義地址分配12345～181920212223～24模擬量輸出-1，-10V/10V模擬量輸出-2，-10V/10V模擬量輸出-3，-10V/10V模擬量輸出-4，4～20mA未使用模擬量輸出-1，0V模擬量輸出-2，0V模擬量輸出-3，0V模擬量輸出-4，0V未使用0～1516～3132～4748～63認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板X8接口各引腳定義及地址分配見表4-13。表4-13X8接口各引腳定義及地址分配表X8端子號(hào)使用定義地址分配12345～1617～242526272829～32模擬量輸入-1，-10V/10V模擬量輸入-2，-10V/10V模擬量輸入-3，-10V/10V模擬量輸入-4，4～20mA未使用24V模擬量輸出-1，0V模擬量輸出-2，0V模擬量輸出-3，0V模擬量輸出-4，0V0V0～1516～3132～4748～63認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板5.ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板DSQC377ADSQC377A板為輸送鏈跟蹤單元，主要提供機(jī)器人輸送鏈跟蹤功能所需要的編碼器與同步開關(guān)信號(hào)的處理，其板圖及部分接口功能如圖4-13所示。圖4-13

DSQC377A板接口及功能X20接口各引腳定義見表4-14。認(rèn)識(shí)ABB標(biāo)準(zhǔn)I/O板表4-14

X20接口各引腳定義X20端子號(hào)使用定義12345678910～1624V0V編碼器1，24V編碼器1，0V編碼器1，A相編碼器1，B相數(shù)字輸入信號(hào)1，24V數(shù)字輸入信號(hào)1，0V數(shù)字輸入信號(hào)1，信號(hào)未使用3.設(shè)置DSQC651板參數(shù)

設(shè)置DSQC651板參數(shù)ABB標(biāo)準(zhǔn)的I/O板都是掛接在DeviceNet的現(xiàn)場(chǎng)總線下的設(shè)備，通過X5端口與DeviceNet的現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行通信，定義DSQC651板總線連接的相關(guān)參數(shù)見表4-15。表4-15

DSQC651板參數(shù)設(shè)置表參數(shù)名稱設(shè)置值說明NameAddressd65110（出廠默認(rèn)）設(shè)置I/O板在系統(tǒng)中的名字設(shè)置I/O板在總線中的地址

設(shè)置DSQC651板參數(shù)DSQC651板參數(shù)設(shè)置步驟如下：1）點(diǎn)擊示教器ABB菜單欄，進(jìn)入主菜單界面，點(diǎn)擊“控制面板”