PROFINET转RS485 MODBUS RTU网关连接西门子PLC和工业称重控制仪表 点击:801 | 回复:0



微硬创新

    
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发表于:2022-09-15 15:36:50
楼主

前言:

随着工业现场总线技术以及工业以太网技术的飞速发展,工业自动化现场通常有多种通讯协议同时存在,对于不同协议的设备之间如何通讯,是我们必须面临解决的问题,如工业称重自动化项目中为了方便工程师实时监控称重数据,会把称重仪表接入到PLC监控系统中,在这种需求越来越多的情况下,不同协议之间可以实现协议转换就尤为重要,此方案是以微硬创新协议转换网关为例,介绍如何实现PROFINETMODBUS-RTU的数据交换,实现MODBUSPROFINET,或者PROFINETMODBUS数据通讯。

项目概述:

本项目现场是在黑龙江某自动化项目,该PLC系统使用的是西门子S7-1200 PLC,支持 PROFINET 工业以太网协议;工业称重仪表为深圳某公司生产的,提供 RS485 串口,支持标准MODBUS-RTU网络通讯协议;协议转换网关为微硬创新PROFINETMODBUS网关PNMD485-K20

项目拓扑图:

微信图片_20220915131039小.png

项目目的:

通过MODBUSPROFINET网关完成协议转换之后,实现PLC通过RS485串口和称重仪表连接,采集称重表的各种状态值,并设置称重表的工作模式,可以通知仪表去皮、清零,打印数字,远程校正、配置参数,实时监控仪表的运行状态:

1 读取仪表显示重量.

2 控制仪表 去皮、清零、清皮、打印、数字去皮等等

3 远程校正、配置参数、加载预置点目标值等等

4 监控仪表的运行状态,包括监控预置点

5 读取仪表扩展输入口 控制仪表扩展输出口

项目方案

由于称重控制仪表有RS485通讯接口,支持MODBUS-RTU现场总线通讯协议,作为MODBUS从站,PLC 支持 PROFINET 以太网通讯协议,作为 PROFINET 主站, PLC和称重控制仪表的协议是不同的,仪表是MODBUS-RTUPLCPROFINET,所以PLC是不能直接采集称重控制仪表的数据的,需要通过MODBUSPROFINET (PROFINETMODBUS)协议转换模块实现不同协议间的数据交换。这样就可以实现S7-1200 PLC实时采集称重仪表的各种参数,不但在现场可以查看称重仪表的各种称重参数,也能在监控中心远程监控称重仪表的各种数据,方便工程师进行现场维护和数据分析。

产品清单:

1MODBUSPROFINET网关PNMD485-K20

2、称重控制仪表:RS485 MODBUS

3PLC:西门子S7-1200

4、软件:博图(博途)

产品概述:

1MODBUSPROFINET网关概述:PNMD485-K20型号为北京微硬创新科技有限公司(微硬创新)开发的MODBUSPROFINET网关,实现MODBUSPROFINET功能,也可以实现PROFINETMODBUS功能,能够实现实现MODBUS接口仪表、变频器、综保、软启动器等设备接入到S71500S71200CPU315-2PN/DPS7400PROFINET网络系统,是串口PROFINET网关的一种。网关在PROFINET一侧是PROFINET从站,在串口一侧物理接口有RS-485-232两种,支持MODBUS/RTU主站或从站。微信图片_20220915131127.png

MODBUSPROFINET网关在MODBUS一侧做主站时,可用于一对多集成MODBUS/485、或一对一集成MODBUS/232设备,形成MODBUS子网连接到PROFINET,实现PROFINET控制器监控MODBUS设备的技术要求,网关MODBUS一侧做从站时可用于将其他MODBUS主站(如PLC/DCS)以及它的从站数据传输到PROFINET控制器。MODBUSPROFINET网关技术原理为存储器共享型,不需要主站PLC/DCS的编程,只需在主站配置(如STEP7)中对网关MODBUS报文配置即可实现自动网关MODBUS主站的自动发送功能。

 

2、称重显示控制仪表概述:称重仪表也叫称重显示控制仪表,是将称重传感器信号(或再通过重量变送器)转换为重量数字显示,称重显示控制仪表是对重量数据进行转储、统计、打印的电子设备,常用于工农业生产中的自动化配料、称重以提高生产效率,称重显示控制仪表与各类传感器、变送器配合,实现压力、流量、物位、成分分析以及力和机械量等物理参数的测量、显示、报警监控、数据采集和记录。本案例的称重控制仪表有0—10V模拟输出信号,以及RS485通讯接口,支持标准MODBUS-RTU网络通讯协议中的寄存器读写功能(支持功能码03H06H10H

 

3、西门子S7-1200PLC概述:西门子PLC S7-1200系列是专门为中小型自动化控制系统设计的可编程序逻辑控制器,用于处理机械设备制造和工厂建造中的开环和闭环控制任务

 

4、博图(博途)软件概述:TIA博途是全集成自动化软件TIA portal的简称,是西门子工业自动化集团发布的一款全新的全集成自动化软件,它是业内采用统一的工程组态和软件项目环境的自动化软件,几乎适用于所有自动化任务,借助该全新的工程技术软件平台,用户能够快速、直观地开发和调试自动化系统

案例说明:

微硬创新生产的MODBUSPROFINET网关PNMD485-K20在使用时,不需要进行很多编程工作,只需根据被连设备给的通讯点表进行简单的配置即可。需要关心的以下几点:

1)被连设备有几台?每台的设备地址是多少?

由于通讯采用的是RS485接口,所以每台PNMD485-K20连接多个仪表,最多可以连接31台称重表。

2 RS485波特率是多少?

本项目中RS485使用的波特率是9600bps

案例配置:

导入GSDML创建新项目

1PROFINETMODBUS网关配置:在博途软件TIA Portal中安装GSDML文件

 

2   PROFINETMODBUS网关配置: 设备和网络中添加PNMD485-K20

3-(2)-1.jpg

 

3  PROFINETMODBUS网关配置:  PNMD485-K20分配PLC,构建Profinet链接3-(3)-1.jpg

4PROFINETMODBUS网关配置:双击PNMD485-K20图标,进入设备视图,设置网关的IP地址、子网掩码、设备名称。

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5PROFINETMODBUS网关配置:在线访问----修改实际PLCPNMD485-K20IP地址和名称(IP地址要和实际的PLC地址在同一网段,名称要和PNMD485-K20一致) 

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6PROFINETMODBUS网关配置:设置网关参数(包含RS485设备的波特率、发送间隔、数据位,此处设置的参数要和被连设备实际参数一致)

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7PROFINETMODBUS网关配置:配置发送、接收的数据量

3-(7)-1.jpg

8PROFINETMODBUS网关配置:PNMD485-K20控制字的第0位和第1位置1,即可启动自动发收工作。

3-(8)-1.jpg

9PROFINETMODBUS网关配置:将程序编译下载即可实现S7-1200读写RS485设备的数据。

 

附几张称重仪表的参数图:



项目总结:

经过上面简单的配置,通过MODBUSPROFINET/ROFINETMODBUS协议转换模块实现不同协议间的数据交换,用户可以很轻松的完成MODBUSPROFINET的协议转换,在PROFINET总线协议下读写MODBUS设备的数据,这样就可以实现S7-1200 PLC实时采集称重仪表的各种参数,不但在现场可以查看称重仪表的各种称重参数,也能在监控中心远程监控称重仪表的各种数据,方便工程师进行现场维护和数据分析。

 




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