安川机器人总线通讯各技术详解

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技术和企业信息化是目前国内制造企业提高生产效率是两个关键的技术和工艺水平，前者为技术问题，后者的管理，生产的重要途径效率和盈利能力的技术创新，以可观的经济效益和价值。

在现代中国制造业中的智能发展机器人进行技术集传感、控制、信息分析处理、人工智能和网络安全通信于一体，其功能需求日益强大，结构更趋复杂和完善，其所装备的各种传感器和执行器数量关系不断提高增加。而现场总线作为一个工业社会控制施工现场的底层网络，一方面面向生产活动现场的各种教学设备，可以使单个分散的现场机器人设备连接成能够相互通信和协作的网络式控制环境系统，另一重要方面又可通过自己企业的内部局域网实现公司生产经营数据的全厂传输和共享。目前，基于现场总线技术而建立的网络会计控制操作系统正成为当前我国大中型企业实现以信息化建设带动工业化的主要方式解决这个方案。

2 Lonworks总线技术

2.1现场总线
现场总线是建立在网络化管理控制理论基础知识之上，应用于企业生产活动现场、在微机化测控设备发展之间可以实现一个双向串行多字节数字通信的系统，是一种开放式、数字化、多点通信的底层控制以及网络。它面向于生产成本控制相关设备，多采用短帧方式传输数据，网络学习速率通常可达几k～10Mbps，具有自己良好的实时性。现场总线技术为构造网络集成式全分布控制环境系统研究提供了有效解决途径。

与分布式控制相比，现场总线技术具有开放性、网络信息共享、智能化、高分散性、功能自主性和高可靠性等优点，大大节省了硬件的数量和投资，便于安装、扩展和维护。 目前的现场总线技术主要包括基础总线基础现场总线、PROFIBUS(DP、pa、FMS)、CAN、LonWorks、工业以太网等。 每条总线在网络协议、传输速率和距离、应用情况和台数等方面都有不同的特点。

2.2 Lonworks技术
Lonworks (local operating networks)现场总线技术是 echelon 公司开发的一种先进的开放式网络控制技术。 其结构简单，接线方便，易于扩容和增加新功能。 针对用户不同的功能需求，只需选择不同的控制节点，使用其开发平台，编写相应的程序，连接到控制网络即可完成，在网络的物理结构上不需要做任何改动。 Lonworks 是一种广泛应用于生产现场、智能建筑等分布式监控系统中的现场总线技术。

它支持多种传输介质和网络拓扑结构，采用变压器耦合接口 ftt-10收发器和双绞线总线结构可达78kbps / 2700m，并可通过中继路由器延长传输距离。 Lonworks 节点数可达64个，并可通过桥接路由器进行扩展。 在神经元芯片和网络等硬件支持下，将各智能节点的数据以网络变量的形式连接起来。 每个节点可以设置62个网络变量。 由 lonworks 标准网络变量定义的数据结构可以解决不同厂家产品的互操作问题。 目前，成千上万的公司推出了 lonworks 产品。

智能结点及其神经元芯片是Lonworks总线的基础研究部分，它们可以直接安装于生产活动现场，采集工业现场信号并输出系统控制量，同时我们通过信息网络上传和接收各种社会网络技术数据。

智能控制器和构成的节点（节点），其可被连接到各种I / O设备，如工业机器人系统限位开关，力传感器，马达和其他关节的传感器和致动器。没有点LonWorks网络主模式，以使得任一节点故障或关闭不影响家庭的其他节点的正常运行，从而改善了系统的稳定性。和使用该网络节点之间的逻辑连接，以便增加系统中的节点，很容易进行修改，调整和容易系统扩展升级。它是核心节点的神经元芯片（神经元芯片），它是一个通信处理中，数据采集和通用处理器，其通过在一个芯片上，网络控制和操作运行上Neuron C数据采集应用实现的控制。

3 基于Lonworks技术的机器人进行监控管理系统

3.1控制网络设计
在制造业生产过程中，工业机器人加工过程需要密切的合作与配合，因此每个机器人之间的通信和传感器数据的共享是必不可少的。 这种性能对于生产中异常情况的智能处理尤为重要，如缺料，故障，卡死等。 传统的集中通信方式存在硬件结构复杂，现场布线困难，不易扩展，实时性差等缺点，难以满足工业机器人高速协调处理的需要。 为此，采用现场总线技术连接了许多分散的底层传感器和执行器，并将每个底层控制器和监控级计算机作为网络节点连接到总线上，形成具有高速数据通信和信息共享特点的控制网。 在控制网络中，各控制级别的智能节点以网络变量的形式向现场总线网络发送相关的生产数据。 控制级的监控主机等智能节点，可以根据程序设置对数据进行访问和分析，从而达到理想的全局监控效果和各底层工业机器人在处理过程中的良好配合，特别是在生产线异常情况处理中，将发挥重要作用。 对于具有先进智能信息处理功能的机器人和计算机，所有这些实时数据为进一步的传感器融合和信息融合创造了条件。

利用 lonworks 现场总线技术实现制造业机器人网络监控的方案。 系统中干线网络采用总线结构，将厂区各车间与办公楼核心监控主机连接起来，各车间分布子网，均采用环形结构，有效地克服了网络断线故障的影响。 每个子网通过对应的路由器连接到骨干网，实现与控制网主机的通信。 不同的监控对象所使用的传感器和驱动器类型不同，分散在整个电站中。 采用通用的分布式控制方法很难将两者连接到同一个系统中，lonworks 技术的开放性可以很容易地解决这一问题。 生产和加工过程中的各种监测信号分为两组。 在机器人控制器中连接一组信号，实现相对独立的局部控制。 另一组生产线上机器人的监控信号和控制信号与分布在各车间的智能模块的 i / o 端口相连，通过现场总线将数据通过网络传输，实现对机器人的现场控制，网络遥操作将监控系统统一起来。 这样，当生产线出现异常情况时，可以通过控制网络实现机器人之间的工作协调，对异常情况进行紧急处理，相对独立的机器人系统仍能正常工作。

3.2系统监控与管理
通过LONWORKS网络控制中心，或通过其它FIX组态软件DDE动态数据交换（动态数据交换）或开放式数据库连接ODBC（开放式数据库连接），以计算和转换智能模块，多种生产数据的，到计算机后接受在线数据，生成数据文件，并实时显示出来，生产现场的在线监测每个机器人的全草，和异常信号也可以是多媒体声光报警。编写的程序FIX组态软件还可以对去除，停电每个智能模块和警方的判断。

为满足我国企业会计信息化技术管理的需要，可在插有Lonworks网卡的控制网监控主机的内部另外再插一块TCP/IP的企业公司内部Intranet网卡，利用 FIX或其它组态软件可以实现中国企业财务管理中的生产经营数据资源共享。各相关的被授权部门则可通过分析企业内部网，根据学生各自的访问权限对生产发展过程问题进行一个远程监视。此外，组态软件还具备有自动生成报表的功能，可生成全厂和各车间的各类报表，各类产品信息处理数据我们都能产生直接提供给中小企业的管理研究人员，并在此基础上提出构建CIMS或ERP等形式的企业社会信息化建设管理操作系统，用以支持全厂和各车间安全管理与决策，其数据流向方式方法。

此外，在制造生产管理具有双重性，根据产品管理处理流程，或用根据生产过程和本领域横向管理型的纵向方向。在机器人加工技术现代化的生产线，是具有高度的系统的连续性表示，从元件或空白的开始，通过多个生产工序的机械加工和组装有步骤，产物*的形成，前一致和过程，这是一种管理模式后垂直。在另一方面，在不同的车间同一植物中，具有在相同的生产过程和运行和维护人员的机器人装置中的各生产线中，例如，每条生产线具有进料，并且，包装的组件，如果生产相同产品的，生产线的各个方面平行且相同的。为了高效率发挥人力资源的维护和生产设备，以及类似的生产和技术人员应该能够分发到不同的相同类型的生产技术和设备在车间部门管理，而且还可以减少数量零配件生产线的维护。 这允许大程度上降低了劳动力在替代，简化由每个人的车间是替代全株多个待机人员拖动不太常见的基团，即，横向模式管理。

但这种经济纵横交叉的模式，在一定程度上增加了管理上的难度。应用研究现场总线这种信息网络化控制企业技术，可以得到很好地解决我们这一社会问题。通过FIX组态软件所制作的监控界面，既能按各车间生产线的实际加工处理过程学生进行分析监控，也能够将分布于厂区不同车间内的同类机器人加工工艺过程放置在计算机的同一监控窗口之内，形成自己一个国家一体的 “虚拟车间”，使处于一种不同车间的同类机器人的现场调查数据可同时显示于这个“车间”的内部，这样教师就可以灵活的配备安全生产、技术和维修过程中所存在需要的人员，并进行科学高效的生产经营物流成本控制，从而不断提高我国整体的管理创新效率。

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