Anybus在儀表與PLC通訊中的應用

1、    anybus在儀表與plc通訊中的應用    摘  要：anybus communicator可以將幾乎所有具備rs-232/422/485通訊接口的設備接入devicenet controlnet ethernet/ip或其它任何工業(yè)網(wǎng)絡。在酒鋼皮帶秤數(shù)據(jù)采集項目中采用ab7007用于稱重儀表與controllogix plc連接，通過網(wǎng)關將第三方設備接入ethernet/ip網(wǎng)絡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。稱重儀表通過rs485協(xié)議接入網(wǎng)關，在酒鋼皮帶秤數(shù)據(jù)采集項目中采用ab7007實現(xiàn)與江蘇賽摩6000稱重儀表和controllogix

2、 plc的數(shù)據(jù)通訊。此文以ab7007與controllogix plc的通訊為例講述網(wǎng)關的配置和通訊。關鍵詞：anybus;ab7007;第三方設備;通訊配置0 anybus網(wǎng)絡接口技術anybus是瑞典hms工業(yè)網(wǎng)絡有限公司于1995年提出的概念，針對當時已經(jīng)出現(xiàn)的多種現(xiàn)場總線給設備制造商帶來的問題，hms提出一種稱之為“可互換性（interchangeable）總線接口模塊”的概念，并依照此概念開發(fā)了一系列嵌入式現(xiàn)場總線接口模塊產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以實現(xiàn)所有主流現(xiàn)場總線，并且不同的總線模塊具有相同的應用接口。目前anybus嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為全球應用最為廣泛的第三方網(wǎng)絡接口，被很多大型自動化

3、公司作為設備的網(wǎng)絡接口來使用。anybus嵌入式接口模塊通過自身的微處理器來獨立處理全部網(wǎng)絡協(xié)議，同時還包括實現(xiàn)網(wǎng)絡接口所需的全部軟件和硬件。酒鋼皮帶秤稱重儀表自帶rs-232/422/485等通訊口，利用anybus ab7007通訊網(wǎng)關模塊提供的ethernet/ip或modbus tcp到rtu兩種不同網(wǎng)絡通訊方式，可以實現(xiàn)controllogix plc從稱重儀表中直接讀取計量數(shù)據(jù)，以此降低各類風險對稱重數(shù)據(jù)的影響，提高計量精度，減少計量疑議。1 anybus網(wǎng)關產(chǎn)品不同網(wǎng)絡之間的互聯(lián)多種工業(yè)網(wǎng)絡的共存必然會造成不同設備之間無法互聯(lián)的問題。例如一臺具有modbus接口的變頻器如何接入支

4、持profibus總線的plc;一套基于profibus的系統(tǒng)能否與另一套基于devicenet的設備交換數(shù)據(jù)。  隨著現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術越來越多的應用，異種網(wǎng)絡互聯(lián)的問題越發(fā)突出。為此，在anybus技術和嵌入式接口模塊的基礎上，hms公司又推出了網(wǎng)關產(chǎn)品。網(wǎng)關產(chǎn)品主要解決不同網(wǎng)絡之間的接入和互聯(lián)問題。由于anybus網(wǎng)關產(chǎn)品是基于成熟而廣泛應用的anybus嵌入式技術，可以實現(xiàn)所有主流工業(yè)網(wǎng)絡之間的互聯(lián)。  提到網(wǎng)關，在這里有必要明確一下網(wǎng)關（gateway）的概念。根據(jù)iso/osi網(wǎng)絡七層模型，網(wǎng)關是在應用層交換數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡設備。只有網(wǎng)關能夠實現(xiàn)協(xié)議完全不同的兩

5、個網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換，其它網(wǎng)絡設備。例如：媒體轉換器（media converter） 路由器（router） 設備服務器（device server）和橋接器（bridge）都是在其它層次實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡設備，只能在某些特定情況下連接兩種網(wǎng)絡。2串行設備接入工業(yè)以太網(wǎng)雖然現(xiàn)場總線得到了越來越多的應用，但工業(yè)現(xiàn)場還存在著大量只具有串行接口的設備，這些設備往往需要接入工業(yè)以太網(wǎng)，從而參與整個系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。anybus communicator現(xiàn)場總線串行網(wǎng)關為這類應用提供了完備的解決方案。  圖1將一個具有串行接口的稱重儀表接入主站（plc）的實例。anybus串行網(wǎng)關一方面與稱

6、重儀表通過串行子網(wǎng)（rs-232/422/485）進行通信;另一方面作為tcp/ip從站與主站（plc）通信。而網(wǎng)關內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)實現(xiàn)了稱重儀表和plc之間數(shù)據(jù)的交換。  串行接口協(xié)議是各個設備制造商自己定義的，可能是標準的modbus rtu協(xié)議，也可能是ascii格式，還可能是自定義的其它協(xié)議。而網(wǎng)關需要能夠與所有串行設備通信，這就要求網(wǎng)關能夠適應所有的通信協(xié)議。工業(yè)以太網(wǎng)具有傳輸速度快 數(shù)據(jù)量大 開放性好的優(yōu)勢，非常適合于應用在工業(yè)網(wǎng)絡的管理層數(shù)據(jù)通信，而現(xiàn)場總線則適合于控制層。隨著工業(yè)企業(yè)對信息化水平要求的提高，越來越多的控制層數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)焦芾韺?，這也是工業(yè)網(wǎng)絡網(wǎng)關的一種

7、典型應用。 anybus x網(wǎng)關支持modbus tcp ethernet/ip和profinet等3種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，可以將anybus技術所支持的其它十幾種現(xiàn)場總線接入工業(yè)以太網(wǎng)。除了工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議之外，網(wǎng)關還支持以太網(wǎng)所特有的“it”功能，包括web服務器 ssi-scripts 文件系統(tǒng) ftp服務器 e-mail客戶端和telnet。這樣可以充分利用以太網(wǎng)的開放性，以靈活多樣的方式處理控制層數(shù)據(jù)。  具有以太網(wǎng)接口的網(wǎng)關同時還支持opc服務器。這樣所有支持opc客戶端的軟件就可以更加方便地通過網(wǎng)關獲取控制層數(shù)據(jù)。3 anybus的組態(tài)和通訊配置anybus串行網(wǎng)關是通過一套

8、專用配置軟件（anybus configuration manager）來實現(xiàn)對串行協(xié)議的配置的，該軟件包括了配置串行協(xié)議的全部功能，而且是面向工程人員的工具，無需編制程序。此外軟件還具有數(shù)據(jù)監(jiān)視和串口數(shù)據(jù)記錄等強大的調(diào)試功能。2.1配置anybus網(wǎng)關1）將配置電纜（abc config cable）一端連接在網(wǎng)關配置端口，另一端連接在計算機串口上，將網(wǎng)關子網(wǎng)端口街頭的rx與tx短接，將網(wǎng)線（ethernet cable）一端連接在網(wǎng)關以太網(wǎng)端口，另一端連接在交換機端口上，計算機網(wǎng)口和plc網(wǎng)口也分別通過網(wǎng)線接到交換機端口上，為交換機上電，將communicator的ip地址配置撥碼開關撥到

9、off狀態(tài)，給網(wǎng)關電源接口提供24v dc電源，運行anybus configuration manager軟件，在“選擇配置”窗口中點擊“空白配置”。2）選擇總線ethernet/ip，網(wǎng)關ip地址設為，i/o數(shù)據(jù)長度設為automatic。3）anybus communicator配置成generic data mode，所有其他的數(shù)值保持默認。4） 將子網(wǎng)的message dilimiter值改為5000，右鍵單擊new node并添加一個consume和一個produce，修改consume交換的offline timeout time為0ms，同時修改produ

10、ce交換的update time為1000ms。5）在菜單欄單擊tools->port，然后選擇配置線與電腦相連的com口，點擊連接按鈕，連接communicator，將配置好的工程下載到communicator中。4 plc讀取anybus數(shù)據(jù)通訊配置要實現(xiàn)plc與anybus的數(shù)據(jù)讀寫，還需要配置ethernet/ip網(wǎng)絡，配置ethernet/ip網(wǎng)絡使用rslogix5000編程軟件。1）單擊i/o configuration中的1756-enbt/a模塊，并選擇new module，在communications中選擇添加ethernet module模塊。2）rslogix5

11、000將要求輸入關于anybus從站模塊通信配置信息，首先為anybus從站模塊輸入名稱ab7007，將在rslogix5000中產(chǎn)生一組標簽，可以用來訪問anybus從站模塊的數(shù)據(jù)，然后設置數(shù)據(jù)格式為input data-sint-run/program，再設置模塊的ip地址為，最后設置連接參數(shù)，其中input數(shù)組大小為100，字節(jié)長度為8;output數(shù)組大小為150，字節(jié)長度為8;configuration數(shù)組大小為1，字節(jié)長度為0。3）設置模塊每次掃描的時間間隔為50ms，以減少網(wǎng)絡負荷。4）將配置好的通訊設置下載到plc中，即可從anybus：i中讀到稱重儀表數(shù)

12、據(jù)。5 anybus網(wǎng)關解決方案的現(xiàn)實意義多種工業(yè)網(wǎng)絡標準共存是短時間內(nèi)難以改變的事實，對于廣大從事自動化系統(tǒng)設計和工程的技術人員來說，如何有效地面對這樣的局面是最為重要的。anybus網(wǎng)關產(chǎn)品的出現(xiàn)，為我們提供了一種解決問題的新手段。正如前面所提到的，工業(yè)網(wǎng)絡標準被控制在少數(shù)幾個大型自動化企業(yè)中，雖然這些企業(yè)能夠提供種類齊全的產(chǎn)品，但很多情況下一個系統(tǒng)全部選擇一家的產(chǎn)品未必是最佳的方案，而不同廠家的產(chǎn)品構成一個系統(tǒng)就要面臨網(wǎng)絡互聯(lián)的問題，anybus網(wǎng)關為實現(xiàn)不同網(wǎng)絡的聯(lián)接提供了成熟而全面的解決方案。有了網(wǎng)絡互聯(lián)解決方案，在工程設計中就可以更多地考慮產(chǎn)品本身的功能和性能，減少網(wǎng)絡不同所造成的障礙。  網(wǎng)關在系統(tǒng)升級改造項目中也有重要作用，通過網(wǎng)關可以實現(xiàn)新舊系統(tǒng)的聯(lián)接。這樣在改造過程中不必將所有設備全