【周三技术工坊】LabVIEW和OPC UA在1500T G代码中的应用-技术论坛-工业支持中心-西门子中国

故事作者：绫

【周三技术工坊】LabVIEW和OPC UA在1500T G代码中的应用

绫

总坛主

帖子

1556
精华

120
被关注

239

论坛等级：至圣

注册时间：2019-03-20

钻石如何晋级?

【周三技术工坊】LabVIEW和OPC UA在1500T G代码中的应用

8940

7

2019-09-10 10:41:41

一、Kinematic工艺对象介绍

1500T从博图V15版本后推出了Kinematic工艺对象，Kinematic（运动系统）工艺对象是一种用户可编程的机械系统，其中采用多个机械耦合轴带动工作点进行运动。S7-1500T 工艺 CPU 通过运动系统工艺对象对运动系统进行控制，如，处理任务。典型的应用包括：

? 拾取放置
? 安装
? 码垛

在组态时需要将多个电气轴关联到kinematic工艺对象中，用户通过专用指令编程实现运动系统3D的直线和圆弧运动。

图1 运动系统工艺对象的基本工作原理

图2 运动系统工艺对象中轴的互连

同时西门子针对kinematic运动系统出了一个LKinCtrl库，方便用户编程。库LKinCtrl为kinemati工艺对象提供在命令列表中轻松编程和控制路径运动的功能。通过库运动控制，用户可以轻松控制工艺对象以运行预定义的路径运动。与在用户程序中执行和处理多个单个运动命令不同， LKinCtrl仅使用一个核心功能块MC_MovePath控制Kinematic工艺对象。路径信息由命令列表提供。支持的运动命令类型是线性的和圆形的，绝对和相对的。只需控制输入，就可以执行暂停，中断和继续路径运动。同时，提供了有关路径执行状态以及错误诊断等的详细信息。

图3 LKinCtrl库控制原理

二、G代码的标准应用

西门子在发布LKinCtrl库同时也发布了基于LKinCtrl库G代码应用，原理如下图所示。

图4基于LKinCtrl库G代码官方应用原理

? 操作步骤：

1. 通过外部CAM软件生成符合要求的G CODE代码。

2. 使用GCode2MovePath软件把G CODE 代码生成PLC用的路径数据PathData。

3. 需要在博图软件中离线生成MC_MovePath支持的DB块，DB块下载到PLC中。

4. 执行MC_MovePath功能块实现路径运动。

存在问题：G代码数据必须通过TIA 软件生成数据块并下载，需要工程师来操作。

三、LabVIEW和OPC UA相关知识

3.1 LabVIEW简介

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言编写程序，产生的程序是框图的形式。

3.2 LabView和OPC UA在1500T G代码应用原理

图5 LabView和OPC UA在1500T G代码应用原理

? 操作步骤：

1. 通过外部CAM软件生成符合要求的G CODE代码。

2. 通过LabVIEW编写的G代码转换软件转换成数据包。

3. 通过LabVIEW编写的G代码转换软件将数据包通过OPC UA通讯修改PLC中的路径数据块。

优势：可以实现G代码在线修改，普通操作工即可操作。

缺点：OPC UA传送数据需要时间。

3.3 LabVIEW程序执行原理

通过LabVIEW编写的G代码转换软件首先需要将G代码的NC文件转换成所需的数据，数据需要通过符号分配到PLC的变量中。目前支持G0、G1、G2、 G3、 G17、 G18、 G19。

图6 支持的G代码

图7 G代码转换原理

图8 LabVIEW部分程序框图

3.4 OPC UA的数据传输

OPC UA主要作用是将G代码转换出来的数据传输到对于的DB块变量中，传送数据如下图所示：

图9 OPC UA 数据传输

本例LabVIEW编写的软件为OPC UA客户端，1500T作为OPC UA服务器。1500T设置内容如图10所示，激活PLC的OPC UA 服务器，设置OPC UA地址和许可证，此次没有设置OPC UA 中与安全的设置。还需要特别注意自定义数据类型和用户数据的DB块处需要把OPC UA 读写打勾，否则无法读写变量。