一、主从架构（光伏必须固定）
西门子 PLC 做主站，库卡机器人做从站（外部自动模式）
PLC：整线时序、互锁、输送线、视觉、层压 / 装框设备调度、配方、报警、追溯。
库卡机器人：只负责高精度取放、排版、搬运、视觉跟随补偿，不做主线逻辑。
模式：KUKA 必须切到 External Automatic（外部自动），禁止示教器本地运行。
典型层级（光伏标准三层）
设备层：库卡机器人本体、抓手、传感器、视觉相机、输送线、工艺机台。
控制层：西门子 S7‑1500（主）+ 库卡 KRC4 / KR C5（从）。
信息层：MES、SCADA、iiQKA 数字孪生（可选）。
二、控制器与系统匹配（光伏常用）
库卡控制器
KRC4：成熟稳定，适配老线改造，支持 PROFINET、EtherCAT。
KR C5（iiQKA.OS2）：新线首选，实时 Linux、AI 视觉、数字孪生，适合薄片 / 大尺寸硅片高精度场景KUKA。
关键：必须开启外部自动接口 EAI，PLC 全权调度。
机器人型号（光伏主流）
硅片上下料 / 石英舟：KR AGILUS（KR 3/6/10） — 高速、±0.03mm、IP67、碎片率＜0.1%。
电池串排版：KR CYBERTECH（KR 8/12/16） — 中负载、高刚性、适配 182/210 大尺寸。
组件搬运 / 码垛：KR IonTEC / KR FORTEC — 50–200kg、IP65/67、长距离稳定。
三、通讯架构（光伏必选：PROFINET 实时）
1. 总线选择
强制 PROFINET IO（实时周期 1–4ms），不建议 Modbus TCP（延迟大、易丢帧）。
库卡侧：KRC4 加 PROFINET 卡（KRC4：KPP 或 C4 PN）；KR C5 内置 PN。
PLC 侧：S7‑1500 自带 PN，无需额外模块。
2. 网络规划（光伏车间标准）
机器人、PLC、视觉、交换机同网段静态 IP，禁用 DHCP。
独立工业交换机，机器人 / PLC / 视觉单独 VLAN，隔离办公网，防尘、防干扰。
设备命名统一：LineX‑PLC、LineX‑KUKA1、LineX‑Vision1。
3. GSDML 与版本匹配
TIA Portal 导入对应库卡控制器GSDML，固件版本严格一致，避免掉线 / 丢轴。
四、I/O 信号映射与握手（最关键，直接套用）
标准信号（PLC ↔ 库卡，光伏通用）
PLC → 库卡（命令）
机器人允许自动、启动程序、停止程序、急停复位、配方号、工位到位、视觉坐标有效。
库卡 → PLC（状态）
机器人就绪、运行中、作业完成、故障报警、伺服使能、抓手有料 / 无料、当前程序号。
握手原则（防撞片、防误动作）
脉冲应答 + 互锁电平，禁止单一电平自锁。
安全门开、光栅触发、输送线移动 → 禁止机器人进入工位。
硅片 / 电池串工序必须加有料检测互锁，空抓立即停机。
标准映射长度：输入 16 字节、输出 16 字节（含坐标 / 配方 / 报警码）。
五、工艺协同与节拍匹配（光伏核心场景）
1. 硅片上下料（PECVD / 清洗 / 石英舟）
PLC：调度花篮 / 石墨舟到位→发允许→机器人取放→完成→放行。
库卡：高速小轨迹 + 视觉定位，碎片率＜0.1%。
2. 电池串排版（组件核心）
视觉→PLC→库卡：视觉算偏移→PLC 转发 PN→库卡动态补偿轨迹，精度 ±0.05–0.1mm。
节拍：≤10 秒 / 串，PLC 做多轴同步 + 防干涉区域互锁。
3. 层压 / 装框 / 码垛
PLC：整线流转、配方切换、故障连锁。
库卡：高负载稳定搬运，位置锁定 + 软着陆，防组件隐裂。
六、安全回路协同（光伏强制双重安全）
硬接线安全（必做）
急停、安全门、光栅硬串库卡安全回路（X11），同时进 PLC 安全模块。
总线安全（PROFINET Safety）
普通报警：机器人暂停、产线待机。
严重故障（撞机、开门、光栅）：机器人急停 + 整线连锁停机。
安全信号冗余，分级停机：
复位逻辑
必须 PLC 与库卡双方确认无故障，统一复位启动，禁止单边复位。
七、程序与配方管理（光伏多版型快速切换）
配方统一由 PLC 管理：166/182/210 版型参数、速度、间距，PLC 下发配方号，库卡自动调用对应子程序。
库卡程序模块化：上料、排版、放料、回原点分子程序，PLC 调用程序号，不改机器人程序。
故障代码互通：库卡报警通过 PN 传给 PLC，统一弹窗、上传 SCADA/MES。
八、抗干扰与现场布线（光伏粉尘 / 高温环境）
动力缆、信号缆分开走线，远离变频器、伺服、加热炉电源线。
屏蔽层单端接地，控制柜、机器人本体、桥架统一等电位接地。
库卡控制器、PN 口做好防尘，交换机放密闭控制柜，IP54 + 散热。
九、调试与维护要点
三阶段调试：单机手动 → 联机半自动 → 全自动联动。
时间同步：PLC、库卡、视觉、上位机时间一致，方便追溯查故障。
预留冗余：PN 映射、PLC I/O、库卡程序端口预留 20%，方便后期增工位 / 机器人。
