modbus設(shè)備數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn) EtherCAT項目案例

目錄
1 案例說明
2 VFBOX網(wǎng)關(guān)工作原理
3 準備工作
4 設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集MODBUS從站數(shù)據(jù)
5 啟動ETHERCAT從站轉(zhuǎn)發(fā)采集的數(shù)據(jù)
6 案例總結(jié)

1 案例說明

1. 設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集Modbus設(shè)備數(shù)據(jù)
2. 把采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成EtherCAT協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給其他系統(tǒng)。

2 VFBOX網(wǎng)關(guān)工作原理
VFBOX網(wǎng)關(guān)是協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，是把一種協(xié)議轉(zhuǎn)換成另外一種協(xié)議。網(wǎng)關(guān)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(wǎng)關(guān)支持不同的協(xié)議，具體支持的協(xié)議參考網(wǎng)關(guān)側(cè)面標簽上的型號。依托500多種型號的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，可以實現(xiàn)多種不同協(xié)議之間的互聯(lián)互通。
網(wǎng)關(guān)連接在不同協(xié)議的設(shè)備之間，就像一個“翻譯”，把一種設(shè)備支持的協(xié)議，轉(zhuǎn)換成另一種設(shè)備支持的協(xié)議，從而實現(xiàn)兩個不同協(xié)議的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。工作架構(gòu)如下：

3 準備工作

1. VFBOX網(wǎng)關(guān)。支持采集modbus設(shè)備數(shù)據(jù)，EtherCAT協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)。
2. 電腦。IP設(shè)置成192.168.1.198，和網(wǎng)關(guān)在同一個網(wǎng)段。
3. 網(wǎng)線、12V電源。
4. Modbus從站設(shè)備。本文用一個溫濕度傳感器進行測試。

4 設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集modbus從站數(shù)據(jù)

1. 硬件連接。首先確認設(shè)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(shè)備 網(wǎng)關(guān)
   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(yīng)的設(shè)備類型。設(shè)備類型查看設(shè)備背面的標簽?？蛇x的型號有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.
   
3. 點擊 新建設(shè)備，選擇modbus RTU驅(qū)動。
   
4. 輸入設(shè)備名稱，自己定義設(shè)備名稱。
   
5. 輸入和設(shè)備相同的串口參數(shù)。比如，設(shè)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(shè)備的說明書，找到要讀取的地址。然后通過對比下表進行設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shè)備的地址是從0開始，則設(shè)置網(wǎng)關(guān)時地址加1。
10. 地址是10進制。

舉例1：假設(shè)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(yīng)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(shè)備地址從0開始，則在網(wǎng)關(guān)里配置為40016，配置如下：

舉例2：假設(shè)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(yīng)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(zhuǎn)換成10進制是57，則設(shè)置如下：

8. 設(shè)置完成后，點擊菜單“下載”，把工程下載到網(wǎng)關(guān)里。
9. 點擊菜單“查看數(shù)據(jù)”，查看網(wǎng)關(guān)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(diào)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(wǎng)關(guān)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(yīng)的數(shù)據(jù)類型。不同的設(shè)備可能有不同的數(shù)據(jù)類型名稱，可對應(yīng)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(zhuǎn)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(shè)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(wǎng)關(guān)在轉(zhuǎn)發(fā)浮點型數(shù)據(jù)的時候，不對字節(jié)順序進行調(diào)整，所以在轉(zhuǎn)換的時候請參考被采集設(shè)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(nèi)存空間。

5 啟動EtherCAT從站轉(zhuǎn)發(fā)采集的數(shù)據(jù)

1. 網(wǎng)關(guān)可以作為EtherCAT協(xié)議的從站，把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給EtherCAT的主站設(shè)備。
2. 到菜單“服務(wù)-EtherCAT”，啟用設(shè)置成Yes。
   

參數(shù) 說明
IN/Out網(wǎng)口 網(wǎng)關(guān)連接主站的網(wǎng)口
存儲區(qū)大小 根據(jù)實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)個數(shù)選擇對應(yīng)的值
Inputs 網(wǎng)關(guān)輸出給主站的數(shù)據(jù)
Outputs 主站輸出給網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)

3. 點擊“Inpus”，添加網(wǎng)關(guān)輸出給主站的數(shù)據(jù)。
   
4. 點擊“Outputs”,添加主站發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)
   
5. 完成以上設(shè)置后，點擊下載，把工程下載的網(wǎng)關(guān)里。
6. 點擊“Generate ESI File”可以生成ESI文件，把生成的ESI文件下載到EtherCAT主站設(shè)備后，就可以和網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)通信了。
   
7. 如果修改了某些參數(shù)，需要重新下載工程到網(wǎng)關(guān)中，并重新生產(chǎn)ESI文件，然后再導(dǎo)入到主站的設(shè)備中。

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

1. 不需要修改設(shè)備里的程序。
2. 不影響設(shè)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(shè)備長期穩(wěn)定工作。
5. 網(wǎng)關(guān)運行架構(gòu)如下
   

審核編輯 黃宇