劉文光 張銘銘

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

0 引言

OPC UA是一個(gè)開(kāi)放的跨平臺(tái)架構(gòu)，由全世界30多家知名制造企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)，具有較高的安全性和可靠性，為自動(dòng)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(lèi)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(cè)試?yán)肙PC UA通信實(shí)現(xiàn)如下功能：將ABB工業(yè)機(jī)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(hù)端，在RobotStudio仿真環(huán)境下實(shí)現(xiàn)ABB工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)和客戶(hù)端的通信，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)在客戶(hù)端控制工業(yè)機(jī)器人啟停，讀取工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)信息。

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

新建RAPID例行程序控制TCP的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用clock型程序數(shù)據(jù)clock1記錄TCP每個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。添加num型可變量nCycleTime，利用功能ClkRead（）將clock1中記錄的周期時(shí)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(hù)端和遠(yuǎn)程客戶(hù)端都擁有對(duì)vdo_start和vdo_stop的寫(xiě)入權(quán)限。添加2個(gè)Cross Connection：start1和stop1，如圖1、圖2 所示。添加兩個(gè)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(gè)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T(mén)RUE，在reset_flag1（）中將flag1賦值為FALSE。添加4個(gè)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(dòng)和重啟時(shí)將flag1賦值為T(mén)RUE，STOP_reset_flag1和QSTOP_reset_flag1分別用于停止和急停時(shí)將flag1賦值為FALSE。

圖2 Cross Connection：stop1

添加Task t2，在Task t2中編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)啟?？刂?，程序調(diào)試無(wú)誤后將其Type設(shè)為Semistatic。

2 將IRC5設(shè)為OPC UA服務(wù)器

打開(kāi)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(xiě)權(quán)限的用戶(hù)名和密碼，在Username對(duì)話框中輸入Default User，在Password對(duì)話框中輸入robotics。單擊，記錄下IRC5的URL。

3 利用UaExpert作為OPC UA客戶(hù)端

如需開(kāi)發(fā)OPC UA客戶(hù)端，可從UaExpert中查看節(jié)點(diǎn)的通用屬性，NodeId用于在地址空間中唯一確定和定位一個(gè)節(jié)點(diǎn)；NodeClass定義節(jié)點(diǎn)類(lèi)別；BrowseName用于瀏覽地址空間時(shí)標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)；DisplayName表示節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)；Description表示節(jié)點(diǎn)的本地化描述；WriteMask 定義節(jié)點(diǎn)屬性是否可被修改；UserWriteMask定義當(dāng)前用戶(hù)是否可修改節(jié)點(diǎn)屬性[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

本測(cè)試實(shí)現(xiàn)了作為OPC UA服務(wù)器的ABB工業(yè)機(jī)器人IRC5控制器與作為OPC UA客戶(hù)端的UaExpert之間的通信，可以在OPC UA客戶(hù)端遠(yuǎn)程監(jiān)控ABB工業(yè)機(jī)器人。下一步的工作，可探索實(shí)現(xiàn)不同廠家的工業(yè)機(jī)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。