Anybus在儀表與PLC通訊中的應(yīng)用

1、    anybus在儀表與plc通訊中的應(yīng)用    摘  要：anybus communicator可以將幾乎所有具備rs-232/422/485通訊接口的設(shè)備接入devicenet controlnet ethernet/ip或其它任何工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。在酒鋼皮帶秤數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目中采用ab7007用于稱(chēng)重儀表與controllogix plc連接，通過(guò)網(wǎng)關(guān)將第三方設(shè)備接入ethernet/ip網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作。稱(chēng)重儀表通過(guò)rs485協(xié)議接入網(wǎng)關(guān)，在酒鋼皮帶秤數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目中采用ab7007實(shí)現(xiàn)與江蘇賽摩6000稱(chēng)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(guān)的配置和通訊。關(guān)鍵詞：anybus;ab7007;第三方設(shè)備;通訊配置0 anybus網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)anybus是瑞典hms工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有限公司于1995年提出的概念，針對(duì)當(dāng)時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)的多種現(xiàn)場(chǎng)總線給設(shè)備制造商帶來(lái)的問(wèn)題，hms提出一種稱(chēng)之為“可互換性（interchangeable）總線接口模塊”的概念，并依照此概念開(kāi)發(fā)了一系列嵌入式現(xiàn)場(chǎng)總線接口模塊產(chǎn)品，這些產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)所有主流現(xiàn)場(chǎng)總線，并且不同的總線模塊具有相同的應(yīng)用接口。目前anybus嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)成為全球應(yīng)用最為廣泛的第三方網(wǎng)絡(luò)接口，被很多大型自動(dòng)化

3、公司作為設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口來(lái)使用。anybus嵌入式接口模塊通過(guò)自身的微處理器來(lái)獨(dú)立處理全部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，同時(shí)還包括實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口所需的全部軟件和硬件。酒鋼皮帶秤稱(chēng)重儀表自帶rs-232/422/485等通訊口，利用anybus ab7007通訊網(wǎng)關(guān)模塊提供的ethernet/ip或modbus tcp到rtu兩種不同網(wǎng)絡(luò)通訊方式，可以實(shí)現(xiàn)controllogix plc從稱(chēng)重儀表中直接讀取計(jì)量數(shù)據(jù)，以此降低各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的影響，提高計(jì)量精度，減少計(jì)量疑議。1 anybus網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)多種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的共存必然會(huì)造成不同設(shè)備之間無(wú)法互聯(lián)的問(wèn)題。例如一臺(tái)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(shè)備交換數(shù)據(jù)。  隨著現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問(wèn)題越發(fā)突出。為此，在anybus技術(shù)和嵌入式接口模塊的基礎(chǔ)上，hms公司又推出了網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品主要解決不同網(wǎng)絡(luò)之間的接入和互聯(lián)問(wèn)題。由于anybus網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品是基于成熟而廣泛應(yīng)用的anybus嵌入式技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)所有主流工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)。  提到網(wǎng)關(guān)，在這里有必要明確一下網(wǎng)關(guān)（gateway）的概念。根據(jù)iso/osi網(wǎng)絡(luò)七層模型，網(wǎng)關(guān)是在應(yīng)用層交換數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。只有網(wǎng)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)議完全不同的兩

5、個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換，其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。例如：媒體轉(zhuǎn)換器（media converter） 路由器（router） 設(shè)備服務(wù)器（device server）和橋接器（bridge）都是在其它層次實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只能在某些特定情況下連接兩種網(wǎng)絡(luò)。2串行設(shè)備接入工業(yè)以太網(wǎng)雖然現(xiàn)場(chǎng)總線得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，但工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)還存在著大量只具有串行接口的設(shè)備，這些設(shè)備往往需要接入工業(yè)以太網(wǎng)，從而參與整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制。anybus communicator現(xiàn)場(chǎng)總線串行網(wǎng)關(guān)為這類(lèi)應(yīng)用提供了完備的解決方案。  圖1將一個(gè)具有串行接口的稱(chēng)重儀表接入主站（plc）的實(shí)例。anybus串行網(wǎng)關(guān)一方面與稱(chēng)

6、重儀表通過(guò)串行子網(wǎng)（rs-232/422/485）進(jìn)行通信;另一方面作為tcp/ip從站與主站（plc）通信。而網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)實(shí)現(xiàn)了稱(chēng)重儀表和plc之間數(shù)據(jù)的交換。  串行接口協(xié)議是各個(gè)設(shè)備制造商自己定義的，可能是標(biāo)準(zhǔn)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(guān)需要能夠與所有串行設(shè)備通信，這就要求網(wǎng)關(guān)能夠適應(yīng)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(kāi)放性好的優(yōu)勢(shì)，非常適合于應(yīng)用在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的管理層數(shù)據(jù)通信，而現(xiàn)場(chǎng)總線則適合于控制層。隨著工業(yè)企業(yè)對(duì)信息化水平要求的提高，越來(lái)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(luò)網(wǎng)關(guān)的一種

7、典型應(yīng)用。 anybus x網(wǎng)關(guān)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(shù)所支持的其它十幾種現(xiàn)場(chǎng)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(guān)還支持以太網(wǎng)所特有的“it”功能，包括web服務(wù)器 ssi-scripts 文件系統(tǒng) ftp服務(wù)器 e-mail客戶(hù)端和telnet。這樣可以充分利用以太網(wǎng)的開(kāi)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(guān)同時(shí)還支持opc服務(wù)器。這樣所有支持opc客戶(hù)端的軟件就可以更加方便地通過(guò)網(wǎng)關(guān)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(guān)是通過(guò)一套

8、專(zhuān)用配置軟件（anybus configuration manager）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(wú)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(qiáng)大的調(diào)試功能。2.1配置anybus網(wǎng)關(guān)1）將配置電纜（abc config cable）一端連接在網(wǎng)關(guān)配置端口，另一端連接在計(jì)算機(jī)串口上，將網(wǎng)關(guān)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(guān)以太網(wǎng)端口，另一端連接在交換機(jī)端口上，計(jì)算機(jī)網(wǎng)口和plc網(wǎng)口也分別通過(guò)網(wǎng)線接到交換機(jī)端口上，為交換機(jī)上電，將communicator的ip地址配置撥碼開(kāi)關(guān)撥到

9、off狀態(tài)，給網(wǎng)關(guān)電源接口提供24v dc電源，運(yùn)行anybus configuration manager軟件，在“選擇配置”窗口中點(diǎn)擊“空白配置”。2）選擇總線ethernet/ip，網(wǎng)關(guān)ip地址設(shè)為，i/o數(shù)據(jù)長(zhǎng)度設(shè)為automatic。3）anybus communicator配置成generic data mode，所有其他的數(shù)值保持默認(rèn)。4） 將子網(wǎng)的message dilimiter值改為5000，右鍵單擊new node并添加一個(gè)consume和一個(gè)produce，修改consume交換的offline timeout time為0ms，同時(shí)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)plc與anybus的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，還需要配置ethernet/ip網(wǎng)絡(luò)，配置ethernet/ip網(wǎng)絡(luò)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(guān)于anybus從站模塊通信配置信息，首先為anybus從站模塊輸入名稱(chēng)ab7007，將在rslogix5000中產(chǎn)生一組標(biāo)簽，可以用來(lái)訪問(wèn)anybus從站模塊的數(shù)據(jù)，然后設(shè)置數(shù)據(jù)格式為input data-sint-run/program，再設(shè)置模塊的ip地址為，最后設(shè)置連接參數(shù)，其中input數(shù)組大小為100，字節(jié)長(zhǎng)度為8;output數(shù)組大小為150，字節(jié)長(zhǎng)度為8;configuration數(shù)組大小為1，字節(jié)長(zhǎng)度為0。3）設(shè)置模塊每次掃描的時(shí)間間隔為50ms，以減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。4）將配置好的通訊設(shè)置下載到plc中，即可從anybus：i中讀到稱(chēng)重儀表數(shù)

12、據(jù)。5 anybus網(wǎng)關(guān)解決方案的現(xiàn)實(shí)意義多種工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)共存是短時(shí)間內(nèi)難以改變的事實(shí)，對(duì)于廣大從事自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，如何有效地面對(duì)這樣的局面是最為重要的。anybus網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的出現(xiàn)，為我們提供了一種解決問(wèn)題的新手段。正如前面所提到的，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)被控制在少數(shù)幾個(gè)大型自動(dòng)化企業(yè)中，雖然這些企業(yè)能夠提供種類(lèi)齊全的產(chǎn)品，但很多情況下一個(gè)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(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)就要面臨網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問(wèn)題，anybus網(wǎng)關(guān)為實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接提供了成熟而全面的解決方案。有了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)解決方案，在工程設(shè)計(jì)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(luò)不同所造成的障礙。  網(wǎng)關(guān)在系統(tǒng)升級(jí)改造項(xiàng)目中也有重要作用，通過(guò)網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)新舊系統(tǒng)的聯(lián)接。這樣在改造過(guò)程中不必將所有設(shè)備全