modbus設備數(shù)據(jù)轉profinet IO項目案例

目錄
1 案例說明 1
2 VFBOX網關工作原理 1
3 準備工作 2
4 設置網關采集MODBUS從站數(shù)據(jù) 2
5 用PROFINET IO協(xié)議轉發(fā)數(shù)據(jù) 8
6 案例總結 10

1 案例說明

1. 設置網關采集Modbus設備數(shù)據(jù)
2. 把采集的數(shù)據(jù)轉成profinet IO協(xié)議轉發(fā)給其他系統(tǒng)。

2 VFBOX網關工作原理
VFBOX網關是協(xié)議轉換網關，是把一種協(xié)議轉換成另外一種協(xié)議。網關可以采集西門子，歐姆龍，三菱，AB PLC，DLT645，DLT698電表，modbus rtu tcp，環(huán)保的HJ212協(xié)議，opc ua和opc da，電力的IEC103 IEC104， IEC61850等，以及EthernetIP，Profinet IO，CCLink，EtherCAT現(xiàn)場總線協(xié)議，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver數(shù)據(jù)庫。不同型號的網關支持不同的協(xié)議，具體支持的協(xié)議參考網關側面標簽上的型號。依托500多種型號的網關產品，可以實現(xiàn)多種不同協(xié)議之間的互聯(lián)互通。
網關連接在不同協(xié)議的設備之間，就像一個“翻譯”，把一種設備支持的協(xié)議，轉換成另一種設備支持的協(xié)議，從而實現(xiàn)兩個不同協(xié)議的設備之間的數(shù)據(jù)交換。工作架構如下：

3 準備工作

1. VFBOX網關。支持采集modbus設備數(shù)據(jù)，profinet IO協(xié)議轉發(fā)。
2. 電腦。IP設置成192.168.1.198，和網關在同一個網段。
3. 網線、12V電源。
4. Modbus從站設備。本文用一個溫濕度傳感器進行測試。

4 設置網關采集modbus從站數(shù)據(jù)

1. 硬件連接。首先確認設備的接口是RS232還是RS485接口。并按如下的方式進行連接。
   接口類型 設備 網關
   RS232接口 RX COM1-TX
   TX COM1-RX
   GND COM1-GND
   RS485接口 A COM1-A
   B COM1-B
2. 在電腦上打開VFBOX Studio配置軟件。新建工程，選擇對應的設備類型。設備類型查看設備背面的標簽。可選的型號有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.
   
3. 點擊 新建設備，選擇modbus RTU驅動。
   
4. 輸入設備名稱，自己定義設備名稱。
   
5. 輸入和設備相同的串口參數(shù)。比如，設備的波特率是9600，則下面的對話框也選擇9600.
   
6. 增加要采集的數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型和寄存器地址。
   
7. 填寫說明。在添加“地址”的時候需要對modbus的通信指令有一些了解，這里面有一些默認的規(guī)則?？上炔榭丛O備的說明書，找到要讀取的地址。然后通過對比下表進行設置。
   數(shù)據(jù)區(qū) 功能說明
   0X Digital Coils 數(shù)據(jù)類型：Boolean
   讀寫：可讀寫
   寄存器地址：00001-09999（10進制）， 協(xié)議地址：0000H-270FH（16進制）
   對應的功能碼：01H 05H 0FH
   1X digital Inputs 數(shù)據(jù)類型：Boolean
   讀寫：只讀
   寄存器地址：10001-19999（10進制）， 協(xié)議地址：0000H-270FH（16進制）
   對應的功能碼：02H
   3X Analog Inputs
   數(shù)據(jù)類型：
   1 Register: short word
   2 Register: Long Dword float
   4 Register: LLong Qword Double
   讀寫：只讀
   寄存器地址：30001-39999（10進制）， 協(xié)議地址：0000H-270FH（16進制）
   對應的功能碼：04H
   4X Holding Registers 數(shù)據(jù)類型：
   1 Register: short word
   2 Register: Long Dword float
   4 Register: LLong Qword Double
   讀寫：可讀寫
   地址范圍：40001-49999（10進制），0000H-270FH（16進制）
   對應的功能碼：03H 06H 10H
   其他說明：
8. 地址可填寫5位或者6位的地址長度。
9. 如果設備的地址是從0開始，則設置網關時地址加1。
10. 地址是10進制。

舉例1：假設要讀取的地址是40015，數(shù)據(jù)類型是float，地址從0開始，則查看上表，40015對應的數(shù)據(jù)區(qū)是“4X Holding Registers”，且數(shù)據(jù)類型是float，則數(shù)據(jù)區(qū)選擇“4X Holding Registers（2 Registers）”，設備地址從0開始，則在網關里配置為40016，配置如下：

舉例2：假設讀取數(shù)據(jù)的功能碼是03，地址是0x39，地址從1開始，數(shù)據(jù)類型是double。查看上表可知，03功能碼對應的數(shù)據(jù)區(qū)是“4X Holding Registers”，數(shù)據(jù)類型是double，則數(shù)據(jù)區(qū)選擇“4X Holding Registers（4 Registers）”，地址是0x39，轉換成10進制是57，則設置如下：

8. 設置完成后，點擊菜單“下載”，把工程下載到網關里。
9. 點擊菜單“查看數(shù)據(jù)”，查看網關采集到的數(shù)據(jù)。
   
10. 如果顯示的數(shù)據(jù)和實際不匹配，可能是字節(jié)順序要調整。在下面的窗口中可以修改波特率，掃描間隔，通訊超時，字節(jié)順序等參數(shù)。
    
11. 數(shù)據(jù)類型
    網關支持多種數(shù)據(jù)類型，用戶在添加的時候可以根據(jù)采集到數(shù)據(jù)選擇對應的數(shù)據(jù)類型。不同的設備可能有不同的數(shù)據(jù)類型名稱，可對應選擇。
    Boolean 位，布爾變量。變量存儲為 8 位（1 個字節(jié)）的數(shù)值形式，但只能是True 或是 False。
    Char 有符號數(shù)，有負數(shù)。占用一個字節(jié)，8位。
    Byte 無符號數(shù)，占用一個字節(jié)，8位。
    Short 有符號短整型。有負數(shù)。長度2個字節(jié)，16位。
    Word 無符號的短整型，長度2個字節(jié)，16位。
    Long 有符號長整型，有負數(shù)。長度4個字節(jié)，取值范圍為：-2^31 ~ (2^31 -1)。
    DWord 無符號的長整型，且占4個字節(jié)，32位。
    Float 單精度浮點型數(shù)據(jù)，長度 4 個字節(jié)，包括一個符號位、一個 8 位 二進制指數(shù)和一個 23 位尾數(shù)。浮點型轉換成10進制數(shù)據(jù)的時候請注意字節(jié)順序問題。在不同的設備中字節(jié)順序不同，有4種不同的字節(jié)順序：1234、4321、3412、2143。網關在轉發(fā)浮點型數(shù)據(jù)的時候，不對字節(jié)順序進行調整，所以在轉換的時候請參考被采集設備的浮點數(shù)順序。
    LLong LLong是長度為8個字節(jié)的有符號整數(shù)。有負數(shù)。
    Qword Qword是長度為8個字節(jié)的無符號整數(shù)。
    Double 雙精度浮點(double)型，占8 個字節(jié)（64位）內存空間。

5 用profinet IO協(xié)議轉發(fā)數(shù)據(jù)

1. 點擊菜單 Profinet IO。啟用設置成Yes。
   
2. 把數(shù)據(jù)分別加到Input Module和Output Module下。Input Module是網關發(fā)送給PLC的數(shù)據(jù)。Output是PLC發(fā)送給網關的數(shù)據(jù)。
   
3. 設置完成后，點擊“下載”，把工程下載到網關中，則網關啟動了Profinet IO功能。
4. 下載完成后，點擊“Generate GSDML File”生成GSD文件，導入到其他設備中組態(tài)。先點擊下載工程，再生成GSD文件。
   
5. 導入到博途時，需要把下面兩個地方的時間設置成如下的值，或者比圖中的設置值更大。
   
6. 博途中要“手動”設置網關IP地址和網關的名稱。取消選中“自動生成profinet設備名稱”
   
7. 加了設備后，要添加Input Module,Output Module
   

6 案例總結
使用協(xié)議轉換網關可以很方便的實現(xiàn)不同協(xié)議的設備之間的數(shù)據(jù)轉換。大量節(jié)省了項目實施過程的時間成本，人力成本。VFBOX網關產品都是工業(yè)級品質，符合工業(yè)應用的場景。只需要簡單的參數(shù)配置，可以很快完成設備和系統(tǒng)之間的連接。方案優(yōu)點：

1. 不需要修改設備里的程序。
2. 不影響設備原有的工作方式和功能。
3. 只需要簡單的配置就可以實現(xiàn)功能需求。
4. 設備長期穩(wěn)定工作。
5. 網關運行架構如下