KR C4的工业以太网-KUKA PROFINET教程

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认识基于以太网的现场总线系统 PROFINET (工业以太网);网络技术基础;配置库卡线路接口;使用 KSI - 库卡服务接口;在 KR C4 上安装 PROFINET 选项;用 WorkVisual 进行工作;将 GSDML 文件接入到 WorkVisual 中;将 KR C4 配置为 PROFINET 控制器;PROFINET 模块的登录和注销 (耦联);将 KR C4 配置为从属设备;配置传输应用;配置共享设备;通过 PROFIsafe 激活安全;诊断。
KUKA 目录 认识基于以太网的现场总线系统 PROF INET(工业以太网) 概览 1.2为何需要现场总线系统? 1.3 PROFINET(工业以太网)说明 1.4KRC4与工业以太网的连接 1.5工业以太网输入/输出传输介质 1.6 PROFINET输入/输出组件 1.7工业以太网耦联示例 1.8问题:认识工业以太网 2网终技术基础 19 1网络概览 2.2无源的网终组件 2.2.1双绞线电缆 19 2.2.2RJ45和GG45插头及接口 21 2.3有源的网络组件 2.3.1网卡 2.3.2交换机 25 2.3.3路由器 2.4协议 2.4.1办议 2.4.2定址 2.4.3子网掩码. 2.4.4NAT-网络地址转换 :·· 30 4.5分配IP地址. 2.4.6打廾 DOS Shell. 2.4.6.1植入DOS指令 2.5在KRC4中使用协议和IP地址 38 2.6练习:网络诊断 3配置库卡线路接口 3.1概览 41 3.2KLI配置 41 3.3通过诊断监视器检查KLI 47 3.4应用网络环境中的KRC4 3.5练习:配置 kUKA Line interface(库卡线路接口 4使用KSI-库卡服务接口 51 4.1库卡服务接口(KSI- KLKA Service interface 51 5在KRC4上安装 PROFINET选项 53 概览 5.2工业以太网堆栈说明 5.3安装工业以太网堆栈. 5.4输入/输出端驱动程序.. 5.5练习:安装工业以太网驱动程序 用 Workvisual进行工作 61 发布日 1.10,2014版木: FBT PROFINET KR C KUKA KR CA的工业以太网 6.1概览 6.2产品说明 61 6.3用 Workvisual进行项目管理 61 6.4 Workvisual电脑连接到控制系统 62 6.5 Workvisual操作界面概览 6.6将现有项目载入 Workvisual 4 6.7在本地侏存 Workvisual项目 6.8 Workvisual模式 6.9 Workvisual项日结构 67 6.10激活模板编日 6.11将项目传输给机器人控制系统(安装) 70 6.12将项目配给实际应用的机器人控制系统 6.13在机器人控制系统中激活项目 6.14输出/输入部分项日 6.15问题:了解 Workyisual 7将 GSDMI文件接入到 Workvisual中 91 7.1概览 ···· 91 7.2将 GSDML驱动程序接入到 Workvisua1中 91 7.3练习:安裝 GSDML驱动程序. 94 8将KRC4配置为 PROFINET控制器 8.1概览 8.2控制器配置. 8.3将KRC4配置为工业以太网控制器 8.4逻辑连接输入和输出端. 103 8.5数宇输入和输出的逻辑连接 104 8.6模拟输入和输出的逻辑连接 107 8.7存储长文本. 8.8打印输入/输出接线 8.9输入/输出接线的各种可能性 l18 8.10总线用户命名 8.11练习:配置KRC4 Controller(控制器) 8.12其它控制器特定的选项卡 8.12.1设备诊断选项卡 124 8.12.2 PROFIenergy选项卡 9 PROFINET模垬的登录和注销(耦联) 129 9.1概览 129 9.2耦合和解耦总线用户 9.3通过HMI耦合和解耦现场总线用户 9.4通过KRL耦合和解耦现场总线用户 131 9.5激活快速启动/优先启动 9.6减少配置的时间消耗 9.7缭习:耦联总线樸块 136 10将KRC4配置为从属设各 0.1概览 10.2将KRC4配置为设备 10.3设备的逻辑连接 140 KUKA 10.4练小:将KRC4配置为设备 配置传输应用 145 11.1概览 145 11.2什么是传输应用. 145 11.3配置传输应用 147 11.4练习:通过一个传输应用连接ET200S 154 12配置共享设备 155 12.1概览 155 12.2什么是共享设备? 155 12.3配置共亨没备. 156 12.4练习:ET200S作为共享设备配置 161 13通过 PROFIsafc激活安全 163 13.1概览 163 13.2认识 PROFIsafe选项 163 13.3通过 PROFIsafe逻辑连接 13.4配置设备安全机制(HMI) 171 13.5通过 Vorkvisual激活 PROFISafe 13.6设置和检查PLC项目中的安全识别号 176 13.7问题:通过 PROFISafe激活安全设施 4诊断 181 14.1概览 18 14.2 PROF INET诊断方法 181 14.3通过信息窗口诊断 181 14.4通过 SmartPad诊断监视器进行诊断 182 14.5 Workvisual诊断监视器的利用 14.6通过连接真实的现场总线进行 Workyisual诊断 191 14.6.1显示接口清单. 192 14.6.2拓扑诊断 193 14.6.3扩展的设备诊断 194 14.6.3.1过程数据选项卡 194 14.6.3.2没备诊断选项卡, 14.6.3.3接口选项卡. 着··· 196 14.7通过网页浏览器进行设备诊断 196 14.8练习:识别和排除工业以人网故嫜. 199 15刚录 201 15.1 PROFIenergy · 201 15.1.1 PROFIenergy指令 15.1.2洵问机器人控制系统的节能模式 202 15.2借助工业以太网进行电源管理 15.2.1借助 CabCtr1.xml进行电源管理 202 15.3通过 SmartPAD HMI输出故障信息 205 索引 207 发布日 1.10,2014版木: FBT PROFINET KR C KUKA KR CA的工业以太网 认认基十以太区的场总线系练N业以太区)KUKA 认识基于以太网的现场总线系统 PROFINET(工业以太网) 概览 下列内容将在此学习单元里传授: ■为何需要现场总线系统 KRC4与工业以太网的连接 工业以太內输入/输出传输介质 工业以太网输入/输出组件 工业以太网耦联示例 为何需要现场总线系统? 通讯金字塔 数据量 循环时间 Mbyte min 管理层面 办公室总线 管理层 kbyte s 生产主控层面 工厂总线 机器人单元层面 工艺主控层面 导系统层面 字节 工艺 某本)控制层面 机器人单总线 01秒 现场层面 现场总线 “分散约外围设备” ms 执行器i传感器层面 执行器 传感器总线 图1-1:通讯金字塔 现代生产设备通常都已经联网。即生产网络、管理层以及传统的IT/办公网 络之间没有严格地分开。但每个网络还是有不同的要求。现场总线的优点是 能够非常迅速地传输少量数据。传输时间在几毫秒內。传输时间恒定。而办 公室总线则与此相反(办公室网络)。此处的数据量为几个MB。与现场总线 柑比,传输时间长并且不恒定。 1.3 PROFINET(工业以太网)说明 说明 PROF I INDUSTRIAL ETHERNET NET 图1-2:工业以太风图标 发布日 1.10,2014版木: FBT PROFINET KR C KUKA KR CA的工业以太网 工业以太网是基于以太网的工业通讯系统。 ■除了众所周知的TCP/IP协议外,它还使用一个独立的能满足自动化需求 的道信协议。 传感器和执行器层面的实时数据传输在这里是一个重要标准。 优势 可实现开放式和分配式自动化 可在无物理分离的情况下实现工业以太网和IT网络之间的全面通讯。 可实现现场层面直至主控层面的通讯。 实时进行数据传输 可文字名称进行地址分配 工业以太网的种类 图1-3:工业以太树模块 有两种不同的工业以太网: PROFINET I0-输入、输出 认认基十以太区的场总线系练N业以太区)KUKA 日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日国日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日日 标准T PROFINET 诊断配置有效载荷数据 TCP/UDP P 以太网 实时 息里想里里.想里息里 图1-4:简化OSⅠ模块中的 PROF INET 库卡使用该这种工业以太网。 PROF INET输入/输出使用统一的通讯模式,该模式允许在一条线路上 传输业务数据、标准TCP/IP或UDP/IP电报。 ■可以用 PROFINET L0将非屮心的现场总线设备(输入输出设各,例 如:信号模块)连接在控制器上 现场总线设备可以操作数字以及模拟输入和输出端 ■将 PROFINET I0的性能发挥到极至。 ■通过库卡自己的配置软件 Workvisua l项目化设定总线的物理以及逻 辑结构。 ■通过 Workvisual和 SmartPad可以在运行中诊断 PROF INET 输入/输出控制器与输入/输出装置之间借助下列信道传输数据: 通过实时信道传输循环业务数据和报警 通过TCP/IP或UDP/IP传输参数设置、配置和诊断 PROFINET CBA-基于组件的自动化 库卡不使用该类型。 通过 PROFINET相互联网多个自主的自动化设备(工艺模块) 通过交换信号协调这些设备 可以通过 PROFINET CBA将这些技术模块结构化为统一的 PROFINET组 件 由此可得到统一的界面,通过它们可访问 PROFINET组件 另一方面,通过该界面可传输参数数据或对时间不敏感的数据 PROF I№ETI0的基数据交换按主从原理(设备一控伺器)来进行 础 ROFINET输入/输出使用下列类型器材: 监督主管:可为编程器或工业用电脑。管理器与控制器均可访问所有工艺 数据和参数数据 控制系统:属于设备所有组件的上级控制器。(例如:KRCA) 发布日 1.10,2014版木: FBT PROFINET KR C KUKA KR CA的工业以太网 从属装置:由控制器来检査和控制的现场设备(例如:输入/输岀板卡)。 个设备由多个模块和子模块组成。一个设备允许拥有多个控制桊(主 机) 主要数据 通用的主要参数 ■每种 PROFINET协议可最多传输1440字节的业务数据。 借助KRC4里现有的工业以太网栈可操控多达256个从属装置。 从 PROFINET3.2起的限制 ■在一个KRC4控制器上最多可运行64个设备。 其中,最多可以有16个循环时间为1毫秒的设备。 该最大值由 Workvisual进行检查或防止超过该最大值。 工业以太网实时 图15:工业以太网中的实时 通过工业以太网联网多个控制器 每个控制器都有自己的内部更新周期,通过它读取和写入数据。 也就是,这些实时应用程序并非同步运行。 必须通过网卡(工业以太网)临时保存薮据,以便能继续处理。 由于使用不同的网卡,循环时间和图像跳动是不准确的 且 抖动是指“周期信号的不规则变化”,相当于数码1的不精确程 度,将在其上升和下降时间内进行传输 且 工业以太网实时是KRC4使用的变量 工业以太网实时同 图16:工业以太网中的实时同步 所有工业以太网设备必须支持IRT并且大多数情况下都来自相同的制造 在内部,所有设备都有相同的更新周期(设备周期),该周期与其它的总 线用户同步。 由此可实现周期同步的数据传输 循环时间<1ms,抖动精度<0.00lms 在此,典型的应用领域是运动控制 库卡不支持 PROFINET等时性实时。

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