一、概述

本文主要介紹使用HI-TOP網(wǎng)關(guān) HT3S-ECS-MDN在匯川H5U-A8 PLC和七星華創(chuàng)CS310流量計(jì)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

解決的問(wèn)題：匯川H5U-A8如何通過(guò)HT3S-ECS-MDN網(wǎng)關(guān)采集七星華創(chuàng)CS310流量計(jì)數(shù)據(jù)到上位機(jī)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

解決方法：使用HI-TOP網(wǎng)關(guān) HT3S-ECS-MDN。匯川H5U-A8支持EtherCAT協(xié)議，七星華創(chuàng)CS310流量計(jì)支持Modbus RTU協(xié)議，而HI-TOP網(wǎng)關(guān) HT3S-ECS-MDN可以在EtherCAT網(wǎng)絡(luò)和Modbus RTU網(wǎng)絡(luò)之間傳送數(shù)據(jù)。以下為測(cè)試環(huán)境：

圖1

二、七星華創(chuàng)MODBUS系列CS310流量計(jì)

2.1 參數(shù)表

七星華創(chuàng)MODBUS系列CS310流量計(jì)支持Modbus RTU協(xié)議，在其手冊(cè)中可以看到它參數(shù)對(duì)應(yīng)的Modbus RTU地址表如下：

圖2

圖3

2.2 通信參數(shù)設(shè)定

七星華創(chuàng)CS310流量計(jì)Modbus RTU默認(rèn)接口參數(shù)如下：

§ ID 32

§ 波特率19200

§ 數(shù)據(jù)位： 8

§ 停止位 1

§ 校驗(yàn)位 無(wú)校驗(yàn)位

通過(guò)七星華創(chuàng)CS310流量計(jì)軟件Digital  MFC  Tools讀取通訊參數(shù)。

圖4

三、網(wǎng)關(guān)的配置

3.1 HT3S-ECS-MDN網(wǎng)關(guān)介紹

HT3S-ECS-MDN是一款 EtherCAT從站功能的通訊網(wǎng)關(guān)。該產(chǎn)品主要功能是將各種 Modbus RTU設(shè)備接入到 EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中。本網(wǎng)關(guān)連接到 EtherCAT總線(xiàn)中作為從站使用，連接到 Modbus RTU總線(xiàn)中作為主站或從站使用。

圖5

下面來(lái)介紹HT3S-ECS-MDN的配置，網(wǎng)關(guān)所有的配置都是使用GW Modbus Builder這款軟件來(lái)進(jìn)行。

3.2配置 EtherCAT網(wǎng)關(guān)的IP地址及數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

使用GW Modbus Builder連接到HT3S-ECS-MDN網(wǎng)關(guān)的P1口，并將撥碼第8位撥到ON，如下圖所示。此時(shí)網(wǎng)關(guān)P1口地址為：192.168.1.100。

圖6

選擇菜單“設(shè)置 -> 通信設(shè)置 -> 以太網(wǎng)設(shè)置”：

圖7

在彈出的窗口中選擇本機(jī)電腦網(wǎng)卡即本機(jī)IP地址，連接網(wǎng)關(guān)P1口，并輸入網(wǎng)關(guān)即設(shè)備IP地址（這里是192.168.1.100），點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。注意，計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡地址和網(wǎng)關(guān)地址要在同一網(wǎng)段。

圖8

然后選擇“工具->在線(xiàn)”菜單：

圖9

在協(xié)議選擇框中選擇“EtherCAT配置”，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。

圖10

在彈出的界面選擇“連接從站”，點(diǎn)擊“讀取配置”會(huì)顯示網(wǎng)關(guān)當(dāng)前的字節(jié)長(zhǎng)度，根據(jù)需求更改數(shù)據(jù)量,更改完長(zhǎng)度后，點(diǎn)擊“寫(xiě)入配置”，寫(xiě)入成功會(huì)彈出寫(xiě)入OK。如下圖：

圖11

3.3配置要讀取的Modbus寄存器

使用GW Modbus Builder連接到HT3S-ECS-MDN網(wǎng)關(guān)的LAN口，如下圖所示。網(wǎng)關(guān)P3口，地址為：192.168.1.201。

圖12

然后分別雙擊右側(cè)的“Modbus Master”和“Modbus Slave”添加Modbus主站（客戶(hù)端）和Modbus從站（服務(wù)器），如下圖所示：

圖13

雙擊“Modbus Slave”配置要讀寫(xiě)的寄存器，本文中要讀取的流量計(jì)的以下數(shù)據(jù)：

圖14

因此要讀取的數(shù)據(jù)范圍包括以下保持寄存器：

§  0-10

要進(jìn)行寫(xiě)操作的寄存器包括：

圖15

需要注意的是，七星華創(chuàng)CS310流量計(jì)使用06功能碼的寫(xiě)操作。

因此，網(wǎng)關(guān)的“Modbus Slave”要讀寫(xiě)的寄存器的配置如下圖所示：

圖16

其中序號(hào)1為讀操作，2-8為寫(xiě)操作。

雙擊“Modbus Master”，然后點(diǎn)擊“地址映射表”，查看所有地址寄存器。這里除了從站的寄存器之外，還有一個(gè)狀態(tài)字和控制字，因此，輸入有14個(gè)字，輸出有8個(gè)字。如下圖所示：

圖17

選擇菜單“設(shè)置 -> 通信設(shè)置 -> 以太網(wǎng)設(shè)置”：

圖18

在彈出的窗口中選擇本機(jī)網(wǎng)卡的IP地址，連接網(wǎng)關(guān)LAN口,并輸入網(wǎng)關(guān)即設(shè)備IP地址，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。

圖19

點(diǎn)擊“下載”按鈕，寫(xiě)入配置。

圖20

下載過(guò)程會(huì)有進(jìn)度條提示，進(jìn)度條到100%代表下載成功，如下圖所示：

圖21

四、匯川H5U-A8 PLC配置

1、新建項(xiàng)目后，導(dǎo)入網(wǎng)關(guān)的XML文件并重啟界面，

圖22

選擇HT3S-ECS-MDN的XML文件, 導(dǎo)入成功后重啟。

圖23

2、在左側(cè)系統(tǒng)樹(shù)中右鍵選擇“EtherCAT”，在彈出菜單中選擇“自動(dòng)掃描”：

圖24

在彈出的界面選擇“開(kāi)始掃描”。相應(yīng)提示如下圖：

圖25

將掃描到的設(shè)備更新到總線(xiàn)，如下圖所示：

圖26

3、對(duì)加載到總線(xiàn)上的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行編輯，雙擊打開(kāi)界面，找到“連接”并進(jìn)行配置字節(jié)長(zhǎng)度，如下圖所示：

圖27

配置完字節(jié)數(shù)后，點(diǎn)擊確定，并下載到PLC。

圖28

五、運(yùn)行結(jié)果

5.1  運(yùn)行步驟

1. 網(wǎng)關(guān)的撥碼開(kāi)關(guān)第8位為OFF（運(yùn)行模式），第1位和第2位為ON（網(wǎng)關(guān)作為Modbus的客戶(hù)端運(yùn)行）。

2. 網(wǎng)關(guān)P1口接到匯川的EtherCAT網(wǎng)口,匯川的EtherCAT連接到電腦網(wǎng)口，匯川的EtherCAT口為通訊口。

通訊線(xiàn)使用5口接線(xiàn)柱連接，網(wǎng)關(guān)6PIN端子的A+連接到接線(xiàn)柱的T/R+端口，網(wǎng)關(guān)6PIN端子的B-口到接線(xiàn)柱的T/R-端口，如圖：

圖29

3. 啟動(dòng)PLC。

4. 在 PLC 中為網(wǎng)關(guān)的控制字寫(xiě)1后啟動(dòng)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)交換(如果在GW軟件中設(shè)置了網(wǎng)關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)，可以不做這一步的操作)。如果網(wǎng)關(guān)工作正常，狀態(tài)字將會(huì)在0和1之間變化，代表收發(fā)數(shù)據(jù)。

5.網(wǎng)關(guān)的地址映射表，根據(jù)映射表來(lái)對(duì)應(yīng)每個(gè)字節(jié)的含義如圖：

圖30

6.網(wǎng)關(guān)正常運(yùn)行時(shí)各指示燈如下圖所示，EtherCAT的OK燈亮， Modbus RTU的TX和RX燈閃爍。如下圖所示：

圖31

5.2 參數(shù)的讀取

PLC編程軟件Autoshop切換到監(jiān)控器模式，正常運(yùn)行的網(wǎng)關(guān)在這里顯示綠色的圓點(diǎn)，如下圖所示：

圖32

打開(kāi)“EtherCAT的 I/O映射”，可以監(jiān)控輸入輸出區(qū)的數(shù)值，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)格式如下圖所示：

圖33

需要注意的是， PLC讀到的數(shù)據(jù)要交換高低字節(jié)后才是正確的數(shù)據(jù)。這需要在PLC編寫(xiě)程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，或者網(wǎng)關(guān)撥碼第7位撥到ON的位置（自動(dòng)交換高低字節(jié)）。

十進(jìn)制數(shù)據(jù)：

六、HT3S-ECS-MDN網(wǎng)關(guān)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

- 提高了MODBUS RTU設(shè)備接入的兼容性：支持多個(gè)MODBUS RTU設(shè)備接入到EtherCAT的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。

- 增強(qiáng)了生產(chǎn)線(xiàn)的擴(kuò)展性：未來(lái)增加新設(shè)備時(shí)，無(wú)需擔(dān)心通訊協(xié)議的限制。

- 降低了維護(hù)成本：統(tǒng)一的通訊方案簡(jiǎn)化了維護(hù)工作，減少了潛在的故障點(diǎn)。

七星華創(chuàng)CS310流量計(jì)應(yīng)用HT3S-ECS-MDN網(wǎng)關(guān)的MODBUS RTU與EtherCAT協(xié)議轉(zhuǎn)換通訊方案為不同協(xié)議的自動(dòng)化升級(jí)提供了有效的解決方案。該方案不僅提高了生產(chǎn)線(xiàn)的兼容性和擴(kuò)展性，還保證了通訊的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，為自動(dòng)化項(xiàng)目的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持。