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應(yīng)用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)西門子從站ET200M與ModbusTCP客戶機(jī)的通訊

2007/12/5 10:21:26

  摘要:本文介紹了如何利用赫優(yōu)訊協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)PKV40-PB實(shí)現(xiàn)西門子DP從站ET200M與ModbusTCP客戶機(jī)的通訊。 

  關(guān)鍵詞:現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DPModbusTCPET200M赫優(yōu)訊PKV網(wǎng)關(guān)嵌入式系統(tǒng) 

  Abstract:ThispaperintroduceshowtousetheProtocolconversiongatewayPKV40-PBtorealizethecommunicationbetweenSIEMENSPROFIBUSslaveET200MandModbusTCPClient. 

  Keywords:FieldBus,PROFIBUS-DP,ModbusTCP,ET200M,HilscherPKV40,EmbeddedSystem 

  一、赫優(yōu)訊PKV40/50網(wǎng)關(guān)介紹 

  赫優(yōu)訊(Hilscher)PKV40/50網(wǎng)關(guān)基于WinCE嵌入式操作系統(tǒng),一個(gè)端口為現(xiàn)場(chǎng)總線主站,另一個(gè)端口為以太網(wǎng)端口,因此它支持現(xiàn)場(chǎng)總線主站和以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議數(shù)據(jù)交換,通過簡(jiǎn)單的配置軟件即可實(shí)現(xiàn)兩種不同協(xié)議之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 

  PKV40系列產(chǎn)品可以進(jìn)行的協(xié)議轉(zhuǎn)換包括: 

  1、PKV40-ASIM:ASI總線主站至以太網(wǎng) 

  2、PKV40-COM:CANopen總線主站至以太網(wǎng) 

  3、PKV40-DNM:DeviceNet總線主站至以太網(wǎng) 

  4、PKV40-IBM:InterBus總線主站至以太網(wǎng) 

  5、PKV40-MBP:ModbusPlus總線主站至以太網(wǎng) 

  6、PKV40-PB:Profibus總線主站至以太網(wǎng) 



  PKV50系列產(chǎn)品可以進(jìn)行的協(xié)議轉(zhuǎn)換包括: 

  1、PKV50-COM:CANopen總線主站至以太網(wǎng) 

  2、PKV50-DNM:DeviceNet總線主站至以太網(wǎng) 

  3、PKV50-PB:Profibus總線主站至以太網(wǎng) 

  PKV40采用486/66MHzCPU,PKV50采用586/133MHzCPU,兩者都基于嵌入式操作系統(tǒng)WinCEV3.0;相比于PKV40來說,PKV50具有更大的內(nèi)存空間,并且特別適合于軟PLC(SoftPLC)的開發(fā)。 

  二、PKV的軟硬件結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn) 

  對(duì)于型號(hào)PKV40-PB來說,其內(nèi)部嵌入了赫優(yōu)訊的通訊模塊COM-PB,因此它是一個(gè)Profibus主站;同時(shí)嵌入式主板上提供了一個(gè)以太網(wǎng)通訊口,因此它也可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊,所有通訊功能的實(shí)現(xiàn)由內(nèi)部FLASH中的EXE程序來執(zhí)行,下面是PKV的內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)圖和內(nèi)部FLASH程序: 



  如上圖所示,COM通訊模塊實(shí)現(xiàn)Profibus主站功能,當(dāng)使用SYCON配置軟件通過COMServer將從站配置信息下載到COM模塊后,COM即自主地與外部連接的DP從站實(shí)現(xiàn)通訊;同時(shí),PKV內(nèi)部FLASH集成的程序MbrTcp.exe實(shí)現(xiàn)了COM與外部ModbusTCP客戶機(jī)的數(shù)據(jù)交換,因此我們可以通過ModbusTCP客戶機(jī)來控制DP從站的IO;另外我們看到PKV內(nèi)部集成了一個(gè)JavaSrv.exe,它是一個(gè)Java服務(wù)器,因此我們可以編寫集成JavaApplet的HTML網(wǎng)頁,然后傳送到PKV的FLASH中,然后我們就可以在遠(yuǎn)程PC機(jī)上通過IE瀏覽器來讀寫PKV內(nèi)部的DP從站數(shù)據(jù)。 

  另外,如果你希望將DP從站的IO邏輯控制直接編寫成EXE文件,即相當(dāng)于軟PLC一樣在PKV中運(yùn)行也是可以的。因?yàn)镻KV基于開放的WinCE系統(tǒng),所有的接口都是開放的,包括COM端的驅(qū)動(dòng)都可以在隨機(jī)光盤中找到;當(dāng)然,你需要采用嵌入式開發(fā)平臺(tái)來編譯你的EXE,如微軟公司的eMbeddedVisualC++。 

  三、應(yīng)用PKV40-PB網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)Profibus總線主站至ModbusTCP的通訊 

  在本案例中,我們采用西門子公司使用最廣泛的DP從站ET200M系列中的IM153-1(訂貨號(hào)6ES7153-1AA03-0XB0)作為PKV連接的從站,上位計(jì)算機(jī)采用ModbusTCP客戶機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)通訊。整個(gè)配置如下圖: 



  如上圖所示,PKV40-PB作為DP主站,地址為0;IM153-1作為DP從站,地址為4,同時(shí)擴(kuò)展了一塊16DO的SM322模塊以方便觀察數(shù)據(jù)交換;PC機(jī)上運(yùn)行ModbusTCP客戶機(jī)軟件,與作為ModbusTCP服務(wù)器的PKV通訊,PKV以太網(wǎng)端口IP為192.168.1.99。采用赫優(yōu)訊SYCON軟件來完成PKV的通訊組態(tài)。 

  案例的目的是實(shí)現(xiàn)在PC機(jī)上通過FC15(寫多個(gè)Coil)功能來控制SM322模塊的輸出點(diǎn)。 

  完成本案例所需要的基本軟硬件配置: 

  1、赫優(yōu)訊PKV40-PB一塊; 

  2、西門子IM153-1接口模塊一塊;西門子SM322-1BH01模塊一塊; 

  3、集成以太網(wǎng)卡和RS232串口的計(jì)算機(jī)一臺(tái); 

  4、Profibus電纜和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)插頭; 

  5、以太網(wǎng)通訊線和交換機(jī); 

  6、RS232通訊線一根(2/3交換,5接5),用于PKV的配置; 

  7、ModbusTCP客戶機(jī)軟件Commtest.exe,赫優(yōu)訊SYCON軟件(BASIC版本即可),IM153-1的ProfibusGSD文件; 

  實(shí)現(xiàn)案例的基本步驟: 

  1、完成配置圖接線,設(shè)備上電; 

  2、運(yùn)行SYCON軟件,配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù),下載到PKV中; 

  3、當(dāng)PKV與IM153建立通訊后運(yùn)行ModbusTCP客戶機(jī)軟件,控制SM322模塊的輸出點(diǎn); 

  四、SYCON軟件中的參數(shù)組態(tài) 

  SYCON軟件是赫優(yōu)訊公司組態(tài)所有網(wǎng)絡(luò)通訊產(chǎn)品的統(tǒng)一的平臺(tái),SYCON的BASIC版本可以到我公司在中華工控網(wǎng)的空間下載:http://m.casecurityhq.com/co/beichen-automation/download_view.asp?id=4975,注意這個(gè)版本只能組態(tài)一個(gè)主站和一個(gè)從站。 

  SYCON組態(tài)步驟: 

  1、打開SYCON軟件,新建PROFIBUS網(wǎng)絡(luò),插入DP主站PKV40-PB,站點(diǎn)地址設(shè)為0; 

  2、選擇File菜單中的CopyGSD,選擇IM153-1的GSD文件:SIEM801D.GSD,添加到SYCON軟件庫中; 

  注:SIEM801D.GSD文件可以從西門子網(wǎng)站上下載到; 

  3、插入DP從站ET200M(IM153-1)至DP網(wǎng)絡(luò),站點(diǎn)地址設(shè)為4; 

  4、鼠標(biāo)雙擊IM153從站,在彈出的對(duì)話框中進(jìn)行從站模塊配置; 

  5、保存參數(shù)配置,選中DP主站,選擇Online菜單的Download,將參數(shù)配置下載到PKV中; 

  6、設(shè)置PKV的IP地址參數(shù); 

  下圖為ET200M從站的參數(shù)配置畫面: 



  請(qǐng)注意:Slot1-3為空槽模塊配置,從Slot4開始才是實(shí)際的IM153-1后面的模塊。 

  選擇Online菜單的StartDebugMode,然后選擇IM153-1從站,鼠標(biāo)右鍵選擇DeviceDiagnostic進(jìn)行從站診斷,下圖為IM153-1正常工作時(shí)的診斷畫面: 



  選擇Tools菜單->PKV40-PB->PKV40SerialConfiguration,在彈出的對(duì)話框中選擇相應(yīng)的串口,然后點(diǎn)擊Connect按鈕連接到PKV,然后選擇Configuration菜單中的相關(guān)菜單設(shè)置PKV的IP地址和子網(wǎng)掩碼,如下圖所示: 



  五、ModbusTCP客戶機(jī)通訊 

  當(dāng)SYCON正確的組態(tài)數(shù)據(jù)下載到PKV40-PB中后,PKV40-PB即與ET200M實(shí)現(xiàn)Profibus-DP通訊,IM153-1模塊上的BF(BusFault)燈應(yīng)該自動(dòng)熄滅,PKV上的RUN燈常亮,ERR燈熄滅。 

  在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行ModbusTCP客戶機(jī)軟件Commtest.exe,設(shè)置ModbusTCP服務(wù)器IP為192.168.1.99,連接后用FC15寫輸出,如下圖所示: 



  上圖將從1開始的8個(gè)Coil全部寫1,可以看到SM322模塊的Q0.0-Q0.7全部被置位。 

  六、結(jié)束語 

  赫優(yōu)訊PKV網(wǎng)關(guān)集現(xiàn)場(chǎng)總線主站功能和以太網(wǎng)通訊于一身,并提供用戶簡(jiǎn)便的應(yīng)用配置軟件,對(duì)于那些單一品牌的控制系統(tǒng)方案,需要增加另一種現(xiàn)場(chǎng)總線從站控制但又無主站的情況下不妨可以考慮PKV的快速解決方案;另外,充分利用PKV的WinCE操作系統(tǒng)的功能和其現(xiàn)場(chǎng)總線側(cè)和以太網(wǎng)側(cè)完全開放的特點(diǎn),我們可以開發(fā)一些特定的SoftPLC控制系統(tǒng),喜歡做嵌入式應(yīng)用程序的工程師不妨嘗試一下。本案例得到了德國(guó)赫優(yōu)訊上海辦事處的支持,在此表示衷心感謝! 

  參考文獻(xiàn) 

  [1]PKV協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)應(yīng)用和開發(fā)文檔(德國(guó)赫優(yōu)訊自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司) 

  [2]ModbusTCP協(xié)議手冊(cè) 

  作者: 

  張 鵬 男?。?975--)  工程師  無錫市北辰自動(dòng)化技術(shù)有限公司(赫優(yōu)訊中國(guó)華東區(qū)分銷商) 

  王海波 男(1982--) 工程師  無錫市北辰自動(dòng)化技術(shù)有限公司(赫優(yōu)訊中國(guó)華東區(qū)分銷商)

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