1.1产品功能
JM-DNT-PN 是自主研发的一款 PROFINET 从站功能的通讯网关。该产品主要功能是将 PROFINET 网络和 DeviceNet 网络连接起来。
本网关连接到 PROFINET 总线中做为从站使用,连接到 DeviceNet 总线中做为从站使用。
1.2技术参数
- 网关做为PROFINET网络的DeviceNET设备(即从站),带2个RJ45以太网接口,支持100BASE-TX, MDI/MDIX自检测,集成以太网交换机,可以组成链式网络,支持环网冗余。
- 适应PROFINET V2.3协议,采用实时(RT)通讯功能,符合: GB/T 25105-2014《工业通信网络现场总线规范类型10: PROFINET IO规范》,IEC 61158-5-10:2007,IDT。
- DeviceNet接口为从站,支持poll扫描 ● 支持的波特率:125K, 250K, 500K ● DeviceNet网络总线供电 ● DeviceNet最大输入输出长度:各128bytes
- DeviceNet站地址:0-63,一个网络,包括主站在内,最多接64个节点
- 供电:24VDC(±5%),最大功率3.5W
- 工作环境温度:-25~55℃,湿度≤95%
- 外形尺寸:50mm(宽)×125mm(高)×90mm(厚)
- 安装方式:35mm导轨
- 防护等级:IP20
- 大约重量:500g。
2.产品外观
2.1产品尺寸图
2.2端子说明
3PIN 端子 L+:电源 24V
3PIN 端子 M:电源 0V
3PIN 端子 PE:保护地
网口 LAN:网关下载口,本产品不使用
网口 P1 和 P2 接口:PROFINET 接口
5PIN 端子 0V:供电电源 0V
5PIN 端子 L: CAN总线L信号线
5PIN 端子 PE:保护地
5PIN 端子 H: CAN总线H信号线
5PIN 端子 24V:供电电源24V
2.3 指示灯说明
表1.1-1 各指示灯说明
|
PWR |
OK |
FAL |
MS |
NS |
亮 |
电源接通 |
PROFINET 通讯正常 |
PROFINET 通讯异常 |
DEVICENET 模块状态 |
DEVICENET 总线状态 |
灭 |
-------- |
-------- |
-------- |
-------- |
-------- |
闪 |
-------- |
-------- |
-------- |
-------- |
-------- |
表1.1-2 MS 指示灯说明
指示灯状态 |
|
含义 |
灭 |
|
模块未供电 |
绿色常亮 |
|
工作正常 |
绿色闪烁 |
|
未正确配置或处于波特率侦听 |
红色闪烁 |
|
可恢复的故障 |
红色常亮 |
|
不可恢复的故障 |
红绿闪烁 |
|
正进行自检 |
表1.1-3 NS 指示灯说明
指示灯状态 |
含义 |
灭 |
DeviceNet总线未供电 |
绿色闪烁 |
设备已在线但未建立连接 |
绿色常亮 |
设备在线建立了连接 |
红色闪烁 |
连接超时 |
红色常亮 |
检测到无法恢复的故障,不能进行通讯,例如地址重复 |
2.4拨码说明
标识 |
拨位 |
定义 |
SW1 |
Bit1~Bit8 |
预留,全部拨到 OFF |
3. 硬件电气规范
3.1电气参数
◆ 电源:直流 24V/200mA(18V~30V 可用),使用中建议接好保护地 PE
◆ 工作环境:-25~55℃,湿度≤95%
◆ 防护等级:IP20
◆ 安装方式:35mm 导轨
◆ 重量:500g
3.2 PROFINET 的电气连接
PROFINET 采用标准 4 芯屏蔽电缆。建议用户使用标准 PROFINET 插头及标准 PROFINET 电缆。有关 PROFINET 安装规范请用户参照有关 PROFINET 技术标准。
3.3 DEVICENET 的电气连接
DeviceNet 使用控制器局域网络(CAN)为其数据链路层。CAN 是一种差动的串列总线,其低成本及高干扰性为其优点。
4.协议及数据转换
4.1协议转换原理
网关分别从 ETHERNET/IP 一侧和 DEVICENET 一侧读写数据,存入各自的缓冲区,网关内部将缓冲区的数据进行交换,从而实现两边数据的传输。
4.2 PROFINET 协议介绍
PROFINET 由 PROFIBUS 国际组织(PROFIBUS International,PI)推出,是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。
PROFINET 为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题,并且,作为跨供应商的技术,可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如 PROFIBUS)技术,保护现有投资。
PROFINET 网络中的每个模组都有以下的三个位址:
由于 PROFINET 使用 TCP/IP,会用到 MAC 位址及 IP 地址,但若一设备更换为其他设备,其 MAC 地址会变动,而 IP 地址是动态定址下的结果,为了让网络上的某一设备有固定的名称,因此会使用设备名称。
为了分配 IP 地址、子网络遮罩及预设闸道,定义了以下的二种方式:
DCP(协定)(发现和配置协定)。
4.3 DEVICENET 协议介绍
DeviceNet 是一种用在自动化技术的现场总线标准,由美国的 Allen-Bradley 公司在 1994 年开发。DeviceNet 使用控制器局域网络(CAN)为其底层的通讯协定,其应用层有针对不同设备所定义的行规(profile)。主要的应用包括资讯交换、安全设备及大型控制系统。
DeviceNet 网络使用干线(trunkline)-分支线(dropline)的网络拓扑,允许在网络中使用分接头,一方面简化配线及存取网络。而且要从网络中加入或移除设备都相当简单,减少生产线停机及除错的时间,提高网络的灵活性。
DeviceNet 提供 125 kbit/s、250 kbit/s 及 500 kbit/s 三种不同的资料传输速度。依使用的通讯线种类不同,DeviceNet 允许的通讯线长度也有所不同,若使用圆的粗电缆,通讯线长度最长可以到 500 米,一般的圆电缆长度可以到 100 米,扁平型的电缆在比特率 125 kbit/s 时可以到 380 米,500 kbit/s 时则只能到75 米。
5.配置及操作
要使网关实现正确的功能运行,需要如下几个步骤:
- 在PROFINET主站软件上配置网关。
- 在DEVICENET 主站软件上配置网关。
- 正确设置拨码,供电后网关开始运行。
以下章节对所有操作流程进行详细描述:
5.1配置网关的PROFINET 从站
- 在博途中新建一个项目,通过“选项”——“管理通用站描述文件”添加网关的 GSD 文件。
选择 GSD 文件所在的目录,点击安装:
- 在“设备和网络”中添加网关
- 给网关分配 PLC,构建 Profinet 链接
- 双击网关图标,进入设备视图,设置网关的 IP 地址、子网掩码、设备名称。
- 配置输入输出数据
- 设置网关参数(包含 DEVICENET 的站地址、波特率等)
- 在线访问----修改实际 PLC 和网关的 IP 地址和名称(IP 地址要和实际的 PLC 地址在同一网段,名称要和网关一致)
- 将程序编译下载到 PLC,网关开始工作。可以在监控表中对数据进行监视。
5.2 配置网关的DEVICENET从站
- 以台达 PLC 为例进行介绍。首先打开 DEVICENET 通讯驱动软件。
- 将通讯端口按照实际设备进行连接。
- 打开 DeviceNetBuilder,点击菜单栏:设置/通讯设置,驱动选择 COMMGR 里添加的通讯接口
- 把 EDS 文件导入 DeviceNet 配置软件 ,点击菜单栏工具/EDS 操作
- 安装 EDS 完毕后,可以在设备中找到网关设备
- 点击菜单 网络/在线,扫描到 DeviceNet 主站
- 点击 网络/扫描网络,双击从站图标,进行参数设置。按照实际需求配置节点地址、输入长度、输出长度,然后点击确认
- 双击主站图标,将从站添加到主站扫描列表,确定
- 点击菜单 网络/下载,将配置下载到主站模块
- 打开 PLC 软件 WPL,可以通过监控表进行数据的监控和操作。