關(guān)鍵詞: 現(xiàn)場總線 CANopen 施耐德Twido PLC 網(wǎng)關(guān)

Abstract: The requirement for remote control and network control in projects become more and more, fieldbus as one reliable solution is so popular, and as one fieldbus CANopen protocol, application is more and more widely, so this article is deeply researching on the CANopen communication between Hilscher netTAP gateway and Schneider Twido PLC. Hoping it can benefit for engineers.

Key words: FieldBus CANopen Twido PLC Gateway

1引言

　　工業(yè)自動化的快速發(fā)展磅芬，網(wǎng)絡(luò)化概念與自動化的完美結(jié)合山顶，使得遠程控制、工程聯(lián)網(wǎng)變得更加簡便着癞，現(xiàn)場總線作為網(wǎng)絡(luò)總線在工程中更有其優(yōu)勢所在好员，實時性得以提高、可靠性增強晚饰、現(xiàn)場布線更加簡單倾伶，越來越多的工程項目使用現(xiàn)場總線實現(xiàn)遠程監(jiān)控與聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)今現(xiàn)場總線技術(shù)極大發(fā)展窃橄，現(xiàn)場總線協(xié)議種類也是非常之多感戴，而CANopen作為現(xiàn)場總線家族的一員，以其自身的優(yōu)勢赵腰，得到了眾多自動化廠商的支持都癣。德國赫優(yōu)訊作為工業(yè)通訊領(lǐng)域的專家谐歪，產(chǎn)品覆蓋所有主流現(xiàn)場總線和實時以太網(wǎng)，針對CANopen總線協(xié)議瓶逃，赫優(yōu)訊產(chǎn)品也是非常豐富束铭，其中在工程上應(yīng)用比較廣泛的產(chǎn)品NT30-COS-RS，可實現(xiàn)串口設(shè)備與CANopen設(shè)備的直接互連厢绝，本文在具體分析NT30-COS-RS的技術(shù)特點后契沫，詳細闡述如何實現(xiàn)與施耐德Twido系列PLC的通訊。

2德國赫優(yōu)訊NT30-COS-RS特點

　　德國赫優(yōu)訊netTAP網(wǎng)關(guān)家族可實現(xiàn)串口（RS232/RS422/RS485）與現(xiàn)場總線（CANopen昔汉、Profibus懈万、DeviceNet等）或以太網(wǎng)（TCP/IP、Ethernet/IP靶病、ModbusTCP等）之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換会通，利用赫優(yōu)訊配置軟件(暫不可見)進行簡單配置即可使用。NT30-COS-RS作為netTAP成員之一娄周，功能為實現(xiàn)Modbus RTU串口設(shè)備與CANopen設(shè)備的互連涕侈，利用輸入輸出過程映像區(qū)進行數(shù)據(jù)交換，通過軟件可將串口端配置為Modbus主站或從站煤辨，應(yīng)用非常方便裳涛。NT30-COS-RS中過程映像區(qū)大小為256 Words IO，也就是說串口端可同時接受256 Words IO數(shù)據(jù)的傳輸侥锨，通過共享內(nèi)存透傳的方式發(fā)送至CANopen主站設(shè)備氛灸，因此多個Modbus RTU串口設(shè)備，只需要一個NT30-COS-RS即可逐茄，硬件圖如圖1所示。

圖1. netTAP 硬件圖

3 通訊系統(tǒng)的構(gòu)成

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示嘀醋，施耐德公司CANopen主站模塊TWDNCO1M作為CANopen總線主站節(jié)點张域， Node ID設(shè)為1，赫優(yōu)訊NT30-COS-RS網(wǎng)關(guān)作為CANopen總線中一個從站節(jié)點讲侵，Node ID設(shè)為3蚪录，施耐德 Twido系列PLC型號為TWDLMDA20DRT， Modbus RTU串口設(shè)備品牌不限耸壮。

圖2. CANopen通訊硬件結(jié)構(gòu)圖

4 通訊系統(tǒng)的實現(xiàn)

　　實現(xiàn)不同廠商設(shè)備的互連粤街，是通訊系統(tǒng)引用網(wǎng)絡(luò)化概念，實現(xiàn)產(chǎn)品標準化的一個最大優(yōu)勢笑驶，這也使得工程應(yīng)用變得更加靈活职颜，方案選擇余地更大，而不同廠商設(shè)備互連的前提是：各廠商所生產(chǎn)的產(chǎn)品必須嚴格遵循標準嫌变，且提供統(tǒng)一的產(chǎn)品描述文件吨艇，如CANopen的EDS文件躬它，Profibus的GSD文件等。通過這些產(chǎn)品描述文件东涡，即可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)與參數(shù)配置冯吓，這也是聯(lián)網(wǎng)工程中實現(xiàn)通訊功能至關(guān)重要的一步。

4.1 硬件組態(tài)

　　一般情況下疮跑，各廠商會提供針對自家CANopen主站的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具（未來如果各廠商設(shè)備基于FDT/DTM技術(shù)组贺，可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工具的互換），如施耐德的Twidosoft祖娘，內(nèi)部集成了Twido系列PLC的硬件組態(tài)模塊失尖。以下以Twidosoft3.5版本為例，利用施耐德 USB硬件配置電纜贿条，詳細介紹如何實現(xiàn)施耐德的CANopen主站和德國赫優(yōu)訊CANopen從站NT30-COS-RS的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)雹仿。這也是實現(xiàn)通訊功能、書寫控制程序的前提整以。

　　在安裝完Twidosoft3.5軟件和USB驅(qū)動程序后胧辽，打開Twidosoft在file—preferences中選擇USB連接方式，新建工程項目勒蜘，選擇PLC型號（本文使用TWDLMDA20DRT型號）悄锈，在硬件組態(tài)中的擴展總線中右鍵添加模塊，添加TWDNCO1M模塊（施耐德 CANopen模塊）炊惊，可同時添加多個模塊菌渐，右鍵進入配置界面，對網(wǎng)絡(luò)從站信息進行加載與參數(shù)配置亮钩。如圖3所示暖娃。

圖3. CANopen配置界面

　　通過 Import按鈕，添加從站EDS文件巢驶，德國赫優(yōu)訊NT30-COS-RS的EDS名為“Nt30cos.eds”力浅，可通過多種途徑獲得，如赫優(yōu)訊網(wǎng)站个滓、netTAP光盤或咨詢赫優(yōu)訊上海辦叭痰，EDS信息加載后，選中NT30-COS-RS尼可，左下角會顯示產(chǎn)品的基本信息斥滤。此時即可以雙擊添加從站，可添加多個從站勉盅，根據(jù)施耐德 CANopen主站模塊信息佑颇，最多不超過16個接受PDO和16個發(fā)送PDO，如果每個從站設(shè)備的PDO數(shù)量不同，則連接的從站數(shù)量也將隨之變化漩符。從站地址可根據(jù)從站的實際地址進行對應(yīng)一喘，通過 上下鍵進行地址的選擇，赫優(yōu)訊NT30-COS-RS的從站地址通過撥碼開關(guān)設(shè)定（一般從站地址的設(shè)定方式有兩種：一種通過硬件設(shè)定嗜暴，一種是通過軟件設(shè)定）凸克，設(shè)定從站地址為3。另外需要對主站監(jiān)控從站狀態(tài)的方式進行設(shè)定闷沥，可選方式有：保護時間萎战、心跳或不設(shè)定，本例中選擇保護時間舆逃。

　　在CANopen網(wǎng)絡(luò)設(shè)定中蚂维，除了設(shè)定從站地址來區(qū)分各個從站節(jié)點外，還有一個至關(guān)重要的參數(shù)設(shè)定路狮，那就是波特率的設(shè)定侦广，CANopen主站與從站進行數(shù)據(jù)交換之前，需要對波特率的信息進行檢查结晒，如果波特率不同成猴，將無法進行通訊連接，波特率必須嚴格一致碎准。波特率可選項很多陶份，本例選擇250kbs波特率，主站波特率在圖3的右下方設(shè)定焚怨，NT30-COS-RS從站通過赫優(yōu)訊(暫不可見)軟件進行設(shè)定武敦。

　　在CANopen從站加載完成，從站地址和波特率關(guān)鍵通訊參數(shù)設(shè)定完成后铺描，需要對CANopen從站數(shù)據(jù)PDO使义、SDO進行映射和連接。即圖3所示的Mapping和Link內(nèi)容蟆导，另外驼鳞，為了簡便PLC編程，通過形參來代替實參杯聚，使程序具有更好的可讀性，可在Symbol選項中進行PDO形參的命名抒痒。

4.2 軟件實現(xiàn)

　　赫優(yōu)訊netTAP網(wǎng)關(guān)使用非常靈活幌绍，通過赫優(yōu)訊(暫不可見)軟件可下載不同的firmware，實現(xiàn)不同的協(xié)議轉(zhuǎn)換故响。同時NT30-COS-RS可通過軟件配置串口為Modbus RTU主站或從站傀广，設(shè)定所連接串口設(shè)備的各項參數(shù)、IO信息等。以下詳細闡述NT30-COS-RS的參數(shù)配置過程伪冰，NT30-COS-RS配置工具為(暫不可見)誓酒，可免費在赫優(yōu)訊網(wǎng)上下載、光盤隨帶或聯(lián)系赫優(yōu)訊上海辦贮聂。

圖4. (暫不可見)操作界面

　　如圖4所示靠柑，新建項目后，選擇你所使用的netTAP型號吓懈，本例中型號為NT30-COS-RSI4歼冰。左鍵拖放到左側(cè)綠色線上，雙擊后即可對參數(shù)進行配置拷拥。

圖5. NT30-COS-RS參數(shù)配置界面

　　如圖5所示众桨，首先需要在Device選項下，加載firmware固件祸遮，在Device Assignment中選擇不同的驅(qū)動方式連接至NT30-COS-RS宪凹。建立連接后方可下載需要的firmware，而后對參數(shù)進行配置木锈，MODBUS目錄下是串口信息的基本配置举么，最重要的選項是Modbus主從選項，BUS_COS目錄下是CANopen波特率的設(shè)定槐猪，必須與上述施耐德 CANopen主站波特率的設(shè)置一致喇躲，同樣選擇250kbs。如果選擇Modbus作為主站许食，則COMMAND目錄下參數(shù)就非常重要继棉，在這里可設(shè)定所連接的Modbus從站的IO數(shù)據(jù)信息，所連接的從站地址信息等够菊，最多可支持256 Words IO數(shù)據(jù)的設(shè)置终琅，具體見參考[5>。本案中NT30-COS-RS在串口端作為Modbus從站符衔，故無需修改太多參數(shù)找前，直接右鍵連接設(shè)備下載即可。

4.3 軟件測試

　　以下通過簡單的測試判族，檢測CANopen主站是否與NT30-COS-RS從站建立連接躺盛。在施耐德 CANopen模塊參考手冊[1>中可知，Twido系列PLC中有特定的系統(tǒng)位%SW20-%SW27可檢測CANopen擴展模塊所連接CANopen從站的通訊連接狀態(tài)形帮。通過此狀態(tài)位的值即可查看是否與NT30-COS-RS CANopen從站通訊成功槽惫。本例中所連接的從站NT30-COS-RS的地址為3，故通過讀取%SW21的數(shù)據(jù)即可辩撑。

圖6. Twidosoft梯形圖程序

　　在Twidosoft中通過梯形圖編程語言編寫PLC程序如圖6所示界斜，讀取%SW20和%SW21系統(tǒng)位檢測從站通訊狀態(tài)仿耽。通過梯形圖編程語言編寫好程序后，連接PLC各薇，下載程序项贺，進入運行狀態(tài)，通過運行 動畫按鈕峭判，可獲取%SW20和%SW21系統(tǒng)位的值分別為0和2开缎，對比施耐德軟件操作手冊[1>中的系統(tǒng)位解析，可知從站1服骚、2無連接模塊滤躺，從站3連接從站狀態(tài)無錯誤，運行狀態(tài)良好蝎蛤。也說明了施耐德 CANopen主站模塊與赫優(yōu)訊netTAP系列NT30-COS-RS CANopen從站模塊通訊成功屠途。

5總結(jié)

　　本文使用赫優(yōu)訊netTAP網(wǎng)關(guān)系列中的NT30-COS-RS CANopen從站與串口協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，和施耐德 Twido 系列PLC加CANopen主站模塊挪吱，利用Twidosoft軟件對網(wǎng)絡(luò)通訊進行參數(shù)配置带诊，利用赫優(yōu)訊(暫不可見)軟件對NT30-COS-RS網(wǎng)關(guān)進行參數(shù)配置，并借助于梯形圖編程語言編寫Twido PLC的測試程序捺柬，測試通訊狀態(tài)于箩，測試結(jié)果說明通訊狀態(tài)良好。實現(xiàn)了赫優(yōu)訊NT30-COS-RS CANopen從站模塊與施耐德 CANopen主站模塊的通訊望泪。希望對工程聯(lián)網(wǎng)項目有所幫助判嘀，同時赫優(yōu)訊netTAP網(wǎng)關(guān)系列也是非常豐富，希望能給工程應(yīng)用人員帶來方便宾芥，解決工程中遠程監(jiān)控和聯(lián)網(wǎng)的難題侣夷。

參考文獻

[1> Twidosoft軟件參考手冊V3.2_CN. Schneider （施耐德電氣公司）, 2005.

[2> Twido硬件參考手冊V3.2_CN. Schneider （施耐德電氣公司）, 2005.

[3> USB口編程電纜使用手冊_CN. Schneider （施耐德電氣公司）, 2005.

[4> ComProDTM_en. Hilscher Company.（德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司）, 2004.

[5> NtCosMbr_en. Hilscher Company.（德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司）, 2004.

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