文档说明

项目	本例取值	说明
控制器 / RobotWare	V250XT + RobotWare 7.12.0	RobotStudio 中的虚拟控制器，使用新版示教器（FlexPendant）界面
机器人	IRB 4600 IRB4600 20kg 2.50m	工作站 IRB4600_20_250，虚拟控制器 IRB4600_20_250_C_01，全仿真无实际运动
必需选项	3114-1 Multitasking	多任务功能，没有它无法新建第二个任务（第 4 步）
I/O 选项	3029-1 DeviceNet Single Channel	本例 I/O 板卡采用 DeviceNet 的 DSQC 652
任务划分	T_ROB1（前台，Normal）+ A（后台，Static）	前台程序周期性地置位/复位 DO0，后台任务 A 监视 DO0 并同步 DO1

一、原理速览

1.1 多任务（Multitasking）是什么

ABB 控制器在安装了 3114-1 Multitasking 选项后，可以在同一个控制器内并行运行多个 RAPID 任务：每个任务有自己独立的程序指针、模块和变量，任务之间通过 I/O 信号、共享变量（全局数据）或 RMQ 通信。本例只用两个任务：负责主逻辑的 T_ROB1 和负责监视信号的 A。

1.2 前台任务与后台任务

ABB 操作员手册把任务分为前台任务（正常）和后台任务（准静态 / 静态）：前台任务跟随系统起停、占用示教器主界面；后台任务在控制器上电后自动激活，能在前台程序停止后继续运行，适合做常驻的信号监视、通信握手、状态上报。本教程要实现的效果就是：机器人开机后，后台任务 A 自动运行，持续把 DO0 的状态同步到 DO1。

1.3 任务类型对比

Type	中文	启动与运行	典型用途
Normal	正常	随主任务一起启动/停止；只有正常任务可以被激活或禁用	主控程序 T_ROB1；后台程序调试阶段的临时任务
Semistatic	准静态（半静态）	系统上电后自动激活；程序停止后仍在后台运行	通信、视觉等常驻后台服务
Static	静态	系统上电后自动运行，独立于前台任务和程序启停；切到手动模式也不会自动停止	需要长期监视信号/状态的后台逻辑（本例第 14 步选择）

信任级别（TrustLevel）：取值为 NoSafety、SysFail、SysHalt 或 SysStop，只有当准静态/静态任务的信任级别为 NoSafety 时，才允许手动启动和停止它们；非 NoSafety 的后台任务连控制器都不能替代其安全逻辑来停止。

生效条件：任务名、类型、入口例程等都属于控制器配置，修改后必须重启控制器才会生效（第 8、15 步）。

1.4 本例的信号时序

时刻	T_ROB1（前台）	任务 A（后台）	DO0 / DO1
0 s	PP 位于 A:，WaitTime 5	循环监视 DO0	0 / 0
5 s	Set DO0	检测到 DO0=1 → Set DO1	1 / 1
11 s	Reset DO0	检测到 DO0=0 → Reset DO1	0 / 0
16 s	GOTO A 回到标签，周期性重复	继续循环	循环

前台程序一个周期为 11 秒（DO0 置位后保持 6 秒、复位后保持 5 秒），后台任务在这两个状态之间自动跟随，因此第 18 步可以在示教器 I/O 页面直接看到 DO0 与 DO1 同步变化。

1、建立工作站-点击创建。

图 1-1 RobotStudio 新建项目：Project1、IRB 4600 / 20kg 2.50m、RobotWare 7.12.0、控制器 V250XT

【说明】本例用“新建项目”一次性创建带虚拟控制器的工作站，勾选了“包括机器人和虚拟控制器”。RobotWare 版本决定后续选项名称和示教器界面（本例为新版示教器）；若在真机上实施，可改用“从布局创建系统”或“从备份创建”，避免重复配置。

2、等待工作站生成。

【说明】工作站生成期间 RobotStudio 会创建并启动虚拟控制器，界面右下角“控制器状态”变为绿色 1/1 即代表就绪，通常需要 1～3 分钟；此时机器人尚未配置任何 I/O 与任务。

3、修改控制器安装。

图 3-1　生成的工作站与虚拟控制器；图 3-2　控制器右键菜单 → 修改安装…

【说明】新增选项、修改语言都通过“修改安装…”完成，路径：控制器右键 → 修改安装… → 选项卡“功能”。所有改动在“应用并重置”后生效，并会重置虚拟控制器（RAPID 程序与配置被删除、恢复出厂默认，见图 4-4 的提示）。因此改选项之前，建议先右键控制器 → 创建备份…。

注意：真机上增加选项需要用 RobotWare 选项包（授权）安装，不能像虚拟控制器这样直接勾选。

4、功能选择。

图 4-1～4-4　依次为：默认语言选 Chinese；勾选 3029-1 DeviceNet Single Channel；勾选 3114-1 Multitasking；变更汇总后点击“应用并重置”

【说明】本例共勾选三项：

· System Options → Default Language = Chinese：示教器切换为中文界面。

· Industrial Networks and Fieldbuses → 3029-1 DeviceNet Single Channel：本例 I/O 板卡用 DeviceNet；真机若使用 PROFINET / EtherNet-IP 板卡，请对应勾选 3020-x / 3024-x 系列选项。

· RAPID Program Features → 3114-1 Multitasking：多任务功能，是本教程的核心选项，没有它无法新建第二个任务。

注意：图 4-4 的提示框明确说明“应用新配置时，虚拟控制器 RAPID 程序和配置数据将被删除并重置为出厂默认设置。如果要保存 RAPID 程序和数据，请先创建备份。”——工程实践中先备份再改选项。

5、配置IO板卡。

图 5-1～5-2 I/O System → DeviceNet Device → 新建 DeviceNet Device…；实例编辑器中填写 DSQC 652 参数

【参数】路径：控制器 → 配置 → I/O System → DeviceNet Device → 右键“新建 DeviceNet Device…”。实例编辑器中的关键取值如下：

参数	取值	说明
Name	d652	设备名，RAPID 与信号配置中引用它
Connected to Industrial Network	DeviceNet	总线类型
Address	10	DeviceNet 站号，必须与硬件拨码一致
Vendor ID / Product Code / Device Type	75 / 26 / 7	DSQC 652 的识别参数，可点“使用来自模板的值”自动填入
Connection Type	Change-Of-State (COS)	状态变化上报，比轮询更省总线带宽
PollRate	1000	轮询间隔（ms）
Connection Output / Input Size	2 / 2 bytes	DSQC 652 为 16 入 / 16 出，即 2 字节输入 + 2 字节输出
Quick Connect	Deactivated	本例不使用快速连接

真机提示：DSQC 652 的 DeviceNet 地址由板卡拨码开关决定，必须与 Address 一致；板卡需接入 24 V 电源，总线两端加终端电阻，否则会出现“设备未连接”告警。

6、建立两个DO输出。

图 6-1～6-2 I/O System → Signal → 新建 Signal…；定义 DO0 为数字输出并映射到 d652

【说明】为每个信号点新建条目：Type of Signal = Digital Output，Assigned to Device = d652，Device Mapping 是板卡上的物理位号（本例 DO0 → 0，DO1 → 1）。

参数	DO0	DO1	说明
Type of Signal	Digital Output	Digital Output	数字输出
Assigned to Device	d652	d652	归属设备
Device Mapping	0	1	对应 DSQC 652 的输出位 0 / 1
Access Level	All	All	保证前台任务与后台任务都能读写
Default Value	0	0	上电默认值

提示：教程沿用了 DO0 / DO1 这种通用命名；实际项目建议按功能命名（如 doLampGreen、doVisionTrig），必要时可用 Cross Connection 做信号映射，而不用改程序。

7、配置后台运行程序。

图 7-1～7-2 Controller → Task → 新建 Task…；任务 A：Type=Normal、Main Entry=main、Motion Task=No

【参数】本例新建任务 A 的取值：Task=A；Type=Normal（先按普通任务调试，第 14 步再改静态）；Main Entry=main；Check Unsolved References=Yes；Motion Task=No；Use Mechanical Unit Group 留空；RMQ Type=None；RMQ Mode=Interrupt。

【说明】后台任务只处理信号，不控制机器人运动，所以 Motion Task 必须为 No，不占用机械单元；“Task in Foreground”留空，表示它不是任何前台任务的从属任务。任务名（A）会直接显示在示教器的任务列表里。

注意：新建任务属于控制器配置，重启控制器后才会出现在示教器和 RobotStudio 的任务列表中。

8、重启示教器。

图 8-1　控制器工具栏上的“重启”按钮，重启后新增的 I/O 与任务配置生效

【说明】重启前确认机器人处于安全状态，重启会中断当前运行的程序并断开与示教器的连接（约 1～2 分钟）。RobotStudio 中也可以右键控制器 → 重启 → 重启控制器。

9、启动示教器-切换手动模式。

图 9-1　示教器首页与控制面板：模式（自动/手动）、电机开关、速度倍率、重置程序（PP 移至 Main）

【说明】新版示教器的控制面板集中了模式切换、电机上下电、速度倍率与程序指针重置。示教点位与手动调试用“手动”模式；运行程序时需要“自动”模式并开启电机（见第 17 步）。

注意：静态 / 准静态后台任务不会因为你切到手动模式而自动停止，只有信任级别为 NoSafety 时才能手动停止它们。调试带实际输出的程序前，务必先确认后台任务的状态，避免信号误动作。

10、选择A我们建立的Task多任务程序。

【说明】示教器“代码”页左上角的“任务”列表会同时列出普通任务（T_ROB1）和后台任务（A），并显示各自的类型与状态（就绪 / 启动 / 已停止）。点选 A 即进入后台任务的程序编辑界面。

11、程序模板。（程序解释：当DO0触发时，运行DO1，当DO0复位时，复位DO1。）

图 11-1～11-2　代码 → 任务列表选择 A 并“加载程序”；A 的 MainModule / main 程序

【逐行解释】DO0 为 1 时置位 DO1；DO0 为 0 时复位 DO1，即 DO1 始终跟随 DO0。两个 IF 等价于一个 IF / ELSE 结构。

12、返回选择T_ROB1建立前端程序。

图 12-1　切回任务 T_ROB1，模块列表中有 BASE（系统模块）与 Module1（程序模块）

【说明】前台程序写在 T_ROB1 下新建的 Module1 里。T_ROB1 是控制器自带的主任务，负责机器人运动与主流程；它和后台任务 A 通过 DO0 / DO1 交换状态。

13、程序模板。（程序解释：A为跳转标签，第一行等待时间为5，第二行运行DO0，第三行等待时间6，第四行复位DO0，第五行GOTO A 跳转到A继续运行。）

图 13-1 T_ROB1 的 Module1 / main：标签 A:、WaitTime 5、Set DO0、WaitTime 6、Reset DO0、GOTO A

【逐行解释】A: 是 RAPID 跳转标签（与任务名 A 同名但没有任何关系）；WaitTime 5 等待 5 秒；Set DO0 置位 DO0；WaitTime 6 再等 6 秒；Reset DO0 复位 DO0；GOTO A 跳回标签 A，形成周期约 11 秒的循环。

【目的】这段程序的作用是人为制造一个周期性变化的信号源，用来验证后台任务 A 是否能自动跟随。

14、修改Task为静态模式。

图 14-1～14-2　右键任务 A → 编辑 Task…；把 Type 由 Normal 改为 Static

【说明】这是把普通任务变成后台任务的关键一步：Type 下拉可选项为 Normal / Semistatic / Static。

可选类型	含义	本例适用性
Normal	正常任务，随主任务起停	仅用于编写与调试阶段
Semistatic	准静态，程序停止后仍在后台运行	通信/视觉类后台服务的常用做法（如 Mech-Mind 标准接口）
Static	静态，控制器上电即自动运行	本例选择：要求“开机后后台常驻”

注意：只有 TrustLevel 为 NoSafety 的后台任务才允许手动启动/停止；控制器安全系统不能被后台任务替代，涉及安全信号时请使用安全板卡与安全回路（如 DSQC 1042），不要用普通 DO 代替。

生效条件：修改 Task 类型后必须重启控制器（下一步）。

15、重启示教器。

图 15-1　再次重启控制器，使静态任务类型生效

【说明】重启后任务 A 会自动激活并开始运行，不需要手动点“开始”——这正是后台任务与普通任务的差别：只能激活和禁用正常任务，后台任务始终自动被激活。

16、启动示教器后查看A变为启动状态。我们进入T_ROB1运行程序。

图 16-1　重启后任务列表：A 的类型为 Static、状态为“启动”，T_ROB1 为“就绪”

【验证】看到 A 的状态为“启动”即说明后台任务已经在运行。若仍显示“就绪”，通常是 Type 未生效（未重启控制器）或程序指针未设置。

17、先将PP移至MAIN，点击开始运行。

图 17-1～17-2 T_ROB1 程序与 PP 位置；点“重置程序”后确认“在所有普通任务中将 Pp 移动到 Main 例程”

【说明】运行前台程序的顺序：任务列表切到 T_ROB1 → 重置程序（PP 移至 Main）→ 确认对话框选“是”→ 控制面板开启电机、确认为自动模式 → 点“开始”。

提示：“重置程序”只作用于普通任务，不会重置后台任务 A；后台任务保持独立运行。

18、监控I/O信号，当DO0为1时DO1也为1，当DO0为0时，DO1也为0.

图 18-1～18-2 I/O 页面监视 d652 上的 DO0 / DO1：运行前均为 0，运行后同时变为 1

【验证】示教器 I/O 页面（I/O 设备上的信号: d652）可实时看到 DO0、DO1 的值与开关状态。程序运行后：DO0=1 时 DO1=1，DO0=0 时 DO1=0（图 18-2），说明后台任务 A 正在实时响应前台任务写出的信号，多任务后台运行验证成功。

扩展验证：虚拟控制器上还能用 RobotStudio 的“仿真”功能或 I/O 模拟器强制 DO0，观察 DO1 是否跟随；真机上可用万用表或指示灯测量 DSQC 652 的对应输出位（DO0 → 位 0，DO1 → 位 1）。