库卡工业机器人的总线系统包括控制总线，系统总线，扩展总线和库卡线接口。 KUKA线路接口通过X66和X67将设备与上级组织耦合，并实现基于以太网的现场总线连接和数据交换。支持的通信协议包括PROFINET，以太网，PROFIsafe等。

　　1.那么为什么要使用PROFINET通讯？

　　由于机器人在室外自动运行时，经常需要PLC对自身状态进行数据监视，程序选择和故障诊断。这些信号的相互作用至关重要。采用PROFINET通信协议，可以消除工业机器人和上位控制器的传输限制，使传输信号更加稳定。

　　2.让我们简要分析

　　PROFINET是基于以太网的工业通信系统。工业机器人具有集成了分布式I / O的PROFINET kuka机器人IO和可在分布式自动化中创建模块化设备系统的PROFINET CBA。实际上，这个定义个人觉得很冗长，但实际上实现了工业现场总线系统之间的无缝集成。

　　3.让我介绍一下沟通方法

　　PROFINET通信方法分为三种：①TCP/ IP标准通信，响应时

　　约100ms②实时通讯，响应时间约510ms③同步

　　实时通讯，响应时间小于1ms，抖动误差小于1μs。可以看出，它已经实现了开放和分布式的综合通讯能力。

　　一般而言，PROFINET IO分为四种不同的设备类型：IO监视器，IO控制器，IO设备，IO参数服务器。每个站点的数据交换都是通过实时数据和标准通道（基于UDP / IP）完成的，而TCP / IP用于配置和诊断。

　　IO管理器可以提供HMI和诊断功能。

　　4. PROFINET CBA将组件的创建和组件的应用分开。

　　PROFINET组件是根据组态和编程设备通过创建组件而生成的。 PROFINET CBA工程工具使用PROFINET组件来获得分布式解决方案。 PROFINET采用面向对象的方法，使用清晰的对象接口

　　该模块执行外部访问。

　　5. PROFI-T通讯系统设计以PLC为核心，库卡机器人焊接机器人KRC4控制柜。

　　如下所示。在该系统中，西门子S7-300PLC被用作主站，而KRC4控制柜被用作从站，以控制机械臂的运动和状态。 KRC4控制柜通过KLI接口与西门子配电盘（SCALANCE）连接，系统总线采用带RJ45插头的双绞线电缆。系统工作时，上级控制器PLC通过外部自动操作界面将机器人过程的相关信息发送到机器人控制系统：操作许可，故障确认，程序启动等。机器人控制系统发送相关信息有关上级控制器PLC的运行状态和故障状态的信息。作为组态和监视的控制器，PC会配置KRC4控制柜的PROFINET选项，并监视项目配置和PLC的运行状态。

　　库卡机器人采用了DualNIC，这是库卡机器人的专用网卡，其中包含两个带有LAN适配器的1000Mbit / s网卡，相当于两个VLAN。 一个端口连接到KUKA控制总线，第二个端口连接到KLI客户界面。系统总线采用带RJ45插头的双绞线电缆，传输速率更高。外层被铝箔包裹，以减少辐射和干扰。

　　6. KRC4的PROFINET参数配置

　　KRC4控制柜突破了KRC2控制柜的局限性。不再需要插入焊接机器人CP1616 PROFINET网卡来配置PROFINET，通过控制器上提供并使用的KLI（DualNIC）端口进行连接，以及安装PROFINET软件堆栈来模拟PROFINET卡。此功能提高了灵活性软件，减少硬件配置，并使通信系统更稳定。

　　使用工作视觉软件为PROFINET项目配置配置KRC4控制柜，并通过KSI（KUKA服务接口）与PC建立连接，并将需要PROFINET配置的机器人项目导入工作视觉软件。 KSI（KUKA服务接口）使PC可以通过电缆简单地插入KSI（KUKA服务接口）。 KSI（KUKA服务接口）可以充当DHCP服务器，使PC和KRC4控制柜通过DHCP自动建立连接。

　　在workvisual读取KRC4项目之后，有必要扩展原始的机器人总线结构。在扩展之前，激活项目控制器并将PROFINET DTM目录添加到总线结构中。在PROFINET设置中，由于KRC4控制柜是PROFINET总线的从站，因此在通讯设置选项卡中激活了PROFINET设备工业机器人备用堆栈，并且设备名称必须与PLC中的设置相同。

　　总线循环时间通常设置为8ms，总线超时时间设置为20000ms。这样可以避免在PROFINET数据传输过程中发生时间冲突，提高稳定性，以及当KRC4控制柜无法在20000毫秒内与PLC建立连接时，会生成一条错误消息。如果随后建立了连接，则错误消息将变为确认消息，必须先确认该消息，然后才能继续运行。

　　对于PROFIenergy功能，库卡机器人具有以下四个状态：

　　①Ready_To_Operate：控制器准备就绪。

　　②Drivebus工业机器人关闭：驱动器已关闭。

　　③休眠：控制器处于休眠状态，仅响应WakeOnLan数据包。

　　④刹车：刹车已被应用，仅对下一个运动命令作出响应。使用PROFINET选项卡设置控制系统从焊接机器人Ready_To_Operate状态到Drive总线OFF，Hiber-nate，Brakes施加三个状态的时间以及这三个状态的持续时间。

　　图为workvisiul PROFINET配置选项卡

　　根据实际需要，在PROFIenergy选项卡中使用系统的小值。在PLC和KUKA机器人之间的PROFIenergy信号交互中，PROFIenergy命令用于使PLC向机器人控制器发送命令，以更改和查询机器人的当前状态。当PLC发送GO_WOL命令时，KRC4控制柜变为休眠状态，而当PLC发送WOL数据包时，KRC4控制柜变为Ready_To_Operate状态。在KRC4控制柜的示教器smartPAD中，可以通过在LOCTL语句中判断RET的系统返回值来查询KUKA机器人的节能状态（RET=IOCTL（“ PNIO-CTRL”，1001,5000） ）。

　　PLC与krc4外部接口信号交互图

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