施耐德LXM23A伺服与西门子300PLC的连接
一、 系统概述
施耐德集团公司是世界著名的电控产品厂商，其产品LXM23A伺服控制器以其优越的性能在运动控制领域有着广泛的应用。该伺服控制器本身自带的是CANOPEN通讯，在遇到主控系统是PROFIBUS通讯时（如西门子300、400PLC），需要解决PROFIBUS到CANOPEN协议的快速转换问题。北京鼎实创新科技有限公司的PB-B-CANOPEN总线桥起到PROFIBUS到CANOPEN的协议转换作用，其特点是通讯速度快，使用方便灵活。如下图1-1所示，该系统中由西门子PLC（CPU 315-2DP）控制施耐德伺服控制器Lexium 23A的起停，速度给定等，同时要监测伺服控制器状态字等相关参数。现以连接一台伺服控制器为例说明。
图1-1
二、 接线及参数设置
1、 接线：施耐德伺服的CN4为CANOPEN口，CN4各针脚定义如图2-1所示，其中针脚1与总线桥CAN五针端子的H相连，针脚2与总线桥CAN五针端子的L相连。
图2-1
2、 参数设置：本次测试中，在伺服控制器上与CANOPEN通讯相关的参数主要是：P3-01（通讯波特率）、P3-02（通讯协议）、P3-05（CANOPEN地址设置）。这里波特率设为：500K，通讯协议选择CANOPEN，CANOPEN地址设为1。
三、 硬件组态
1、 新建一个项目，加载GSD文件DSCOM_11，添加主站CPU315-2DP，添加从站PB-B-CANopen_Master/v11，设置站地址为19，如图3-1所示
图3-1
2、 设置CAN通讯参数，波特率500K，发送周期2ms,如图3-2所示
图3-2
3、 这里要用SDO读取状态字和编码器位置当前值。添加两条RSDO，数据长度分别为2个字节、4个字节。如图3-2所示
图3-2
4、 设置SDO通讯参数
根据施耐德的产品说明，这里状态字对应的对象字典索引为：6041H，子索引为：00H。编码器位置当前值的对象字典为：6063H，子索引为：00H。如图3-3、3-4所示
图3-3
四、 启动通讯
将控制字第0为即Q0.0置1，启动发送，观察PIW256和PID258的数据，PIW256中的内容为状态字，PIW258的内容为编码器当前位置值。
五、 结束语
每台PB-B-CANOPEN最多可以配置24条CANOPEN指令，可实现多台伺服通过一个总线桥与西门子PLC的连接，节省了大量成本。PLC发给伺服控制器的命令有两种方式，分别是事件触发（即输出数据变化时发送）和时间触发（最快1ms发送一条），实现了PLC与伺服之间的快速通讯。PB-B-CANOPEN所有通讯参数均在STEP7中设置，无需单独的下载软件，为客户使用提供了极大的便利。本产品在风电、船舶、冶金、机械加工、橡塑机械、物料加工等多种行业已有广泛的应用，在此发表与同行共享。
ABB AC800M连接PB-B-MODBUS总线桥实例
一、GSD文件生成HWD文件的过程。
1、新建一个项目命名为test。在硬件中新建一个硬件库，命名为dingshi。在hardware types处右击添加硬件类型，找到相应的GSD文件目录加载GSD文件。在Slave icon in HW tree处选择Anybus Type类型，如图1-1所示。
图1-1
2、添加相应的模块，这里必选项为control、status，其它的根据需要选择，在这里选择写4区的10个字和读3区的10个字。如图1-2、1-3所示。
图1-2
图1-3
3、用户参数的设置：点击PB-B-MMV33的Custumize按钮设置串口参数。这里设置为：波特率9600、8数据位1停止位、无校验，无从站状态检测，在每条回答后，等待从站回答到时为500ms。如图1-4所示
图1-4
4、下面选择GSD文件中的字节、字与该软件中的对应关系，这里一个字节对应8Bool，一个字对应1Dint。如图1-5
图1-5
二、在CI854中的组态
1、在目录controllers下hardware AC800M中插入CI854控制单元，在此插入PB-B-MODBUS，位置为4（DP站地址）与总线桥的硬件旋钮对应。如图2-1所示
图2-1
2、下面分别组态status、control、read 10 words(3xxxx)、write 10 words(4xxxx)这几个插槽。（注意status对应位置必须为0、control必须为1）如图2-2所示
图2-2
3、设置modbus的从站地址和起始地址，这里read 10 words(3xxxx)对应的从站地址为1起始地址为0，write 10 words(4xxxx)对应的从站地址为2起始地址为0。如图2-3、2-4所示选中相应插槽，右键点editor,选择setting项进行设置。
图2-3
图2-4
三、通讯测试
1、建立变量control、status、read_3xxx、write_4xxx。如图3-1所示
图3-1
2、在目录controller，hardware AC800M，CI854，B-B-MMV33下面点击control右击editor与刚才所建变量control链接。同理Read 10words(3xxx)与read_3xxx链接，Write10words(4xxxx)与write_4xxx链接。如图3-2所示
图3-2
3、将control的第0位置1，启动发送，与modscan进行通讯
鼎实PB-B-MODBUS实现西门子PLC与eView触摸屏的通讯
在现场使用中，有时需要把一个触摸屏连接到Profibus-DP网络中，通过鼎实网关模块PB-B-MODBUS可以实现这一需求。下面简要介绍实现过程，希望对您有所帮助(以连接eView触摸屏为例)。
1. 网络构架：
在Profibus-DP网络中，西门子PLC(带有DP通讯功能)作DP主站，PB-B-MODBUS作DP从站; 另外，在Modbus网络端，eView(为MT4400T为例)触摸屏作Modbus Master，PB-B-MODBUS作Modbus Slave。(如图1-1所示)
图1-1
2. Profibus网络的配置过程
(本例中用WinLC代替硬PLC作DP主站，当然用户可以根据实际情况选择DP主站)
这里简要介绍一下添加PB-B-MODBUS DP从站的过程及一些注意事项。
（1）、把该模块对应的GSD文件(PB-B-MS/V32)导入Step7以后，刷新一下“HW Config…..”中的分类表(Update Catalog)，然后在右边的分类栏中查找。
（2）、在DP网络上配置PB-B-MODBUS模块，这里要给模块分配一个DP从站地址，并且把模块上的拨码开关拨成相应的数值。然后进入其中的参数配置页中，对串口通讯的参数进行相应的设置(此设置在Modbus端的通讯中起作用)，同时设置Modbus 从站的站号。由于在Modbus端, PB-B-MODBUS模块作Modbus Slave，所以要将模块背后的SW1拨为从站模式(详见PB-B-MODBUS的使用手册)。(如图2-1所示)
（3）、最后，在slot中插入所需的通讯数据模块。例程中分别添加了8 bits in(0××××)、
8 bits out(1××××) 、3 words in(4××××) 、3 words out(3××××)。
图2-1
3. eV5000组态编辑软件的配置过程
（1）、硬件的网络组态：(eView屏类型为MT4400T)
这里选择PLC类型为Modbus RTU类型，eView侧使用的接口为COM0。下图为配置后的画面。(如图3-1所示)
图3-1
（2）、MT4400T以及PLC的配置
a、eView的串口接线采用485两线制接法。设置串口通讯参数。(如图3-2所示)
图3-2
b、PLC的设置。这里的站号1表示Modbus 从站地址。(如图3-3所示)
图3-3
c、组态eView的画面。配置modbus通讯中使用的数据模块,与Step7中的配置对应。下列图示分别对例程中使用的通讯数据模块的配置举例。(如图3-4~7所示)
图3-4：“8 bits in(0××××) ”
图3-5
图3-6：“3 words out(3××××) ”
图3-6：“3 words out(3××××) ”
4. MT4400T与PB-B-MODBUS间的接线
a、MT4400T 的COM0口的定义：(如图4-1所示)
图4-1
b、下图为MT4400T与PB-B-MODBUS模块的接口接线图：(如图4-2所示)
图4-2
5. 编辑下载组态画面到eView触摸屏中
如图5-1所示，用户画面可以通过其自带的USB线进行下载。(下图为组态画面的离线模拟图。)
- 完成以上工作后，就可以进行相应的通讯。
下图为此案例中的通讯状态。
基于DSP的变频系统Profibus通讯
DP是目前欧洲乃至全球应用 最广泛的总线系统，它是一种高速低成本总线，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。它安装简单，拓扑结构多样，易于实现冗余，通信实时可靠，功能比较完善，卓越的性能使得它适用于各种工业自动化领域。
Profibus协议符合ISO/OSI的开放系统参考模型，对于本文实现的Profibus-DP来说，第一层为物理层，可以用RS-485或者光纤实现。第二层为数据链路层，此层的Profibus访问协议对DP、PA、FMS均相同，这也使得DP/PA/FMS网络区域更容易组合。第三到七层没有加以描述。这样的协议结构有利于数据传输的快速性的实现。DP总线上每段最多可以有32个站，当总线上的站数多于32时，必须使用中继器连接各个总线的分支段。每段的头和尾各有一个总线终端电阻。为了确保操作运行不发生误差，两个总线终端电阻必须永远有电源，带中继器则最多可以连接到127个节点。
2、系统概述
整个系统框图如图1所示，它是由一个主站和两个从站组成的。主站采用西门子的PLC来实现，从站由触摸屏和变频系统Profibus从站组成。
DSP 2812是作为变频控制系统的核心处理器，它与现场DSP之间通过双口RAM进行数据交换。现场DSP则通过Profibus总线桥和Profibus网络进行连接。这样DSP就可以和现场的Profibus网络进行数据的无缝交换：通过该网络一方面可以读取PLC发出的指令和调试人员或者操作人员通过触摸屏发出的指令；另一方面可以将变频系统的工作状态如电流、电压、速度给定、实际速度反馈、故障代码等信号通过Prifibus网络传输到PLC和触摸屏中，触摸屏以状态指示灯、实际数据、曲线等形式进行直观的显示，PLC则对实时工况进行分析并给出相应的指令。
3、系统硬件实现
主站选用西门子315-2DP PLC实现，触摸屏采用西门子的TP270进行数据的显示和输入，这两部分的硬件就不再赘述，具体可以参考相关的产品手册。
Profibus总线桥是本系统一个重要的部分，它是一个专为Profibus-DP通信功能开发的产品，其硬件原理图如图2所示。它本身包含一个接口CPU，为总线桥的外部硬件提供两个端口：一个串行通讯接口TXD和RXD，一个与Profibus网络连接的A和B。在本系统中，接口CPU主要和现场DSP进行数据交换，通过TXD和RXD分别现场DSP串口B的SCIRXDB和SCITXDB相连接。现场DSP将双口RAM中需要的数据读取后通过串行通讯传递给接口CPU，由接口CPU将传输过来的数据和西门子Profibus通讯协议芯片SPC3进行数据交换。这样，SPC3将通信得到的数据以Profibus-DP的形式发送出去，转化成该标准接口接入到总线中去，反方向的数据传输与之类似。于是变频系统将变成接入Profibus网络上的一个节点。从而可以使我们在不需要在对Profibus数据链路层访问协议充分研究的基础上用单片机建立一个Profibus-DP从站，在短时间内便可完成变频系统的Profibus的开发。
图中Profibus总线采用带终端电阻的专用Profibus-DP插头和Profibus屏蔽双绞线连接，由于Profibus总线桥和触摸屏是作为Profibus总线上的两个终端，因此这两个终端电阻打到ON上，中间节点PLC的终端电阻则打到OFF上。
4、软件实现
软件部分首先是现场DSP对Profibus总线桥进行初始化，初始化完成后立即进入Profibus总线桥和现场DSP数据交换的无限循环，进而进行DSP 2812和PLC、触摸屏之间数据通讯。
图3是Profibus总线桥软件设计流程图。由于Profibus总线桥的异步串口波特率可自动适应接入设备的5种波特率（9.6、19.2、38.4、57.4、115.2kb/s），故Profibus总线桥进行初始化时，现场DSP必须向Profibus总线桥连续发送5次初始化报文，用来测试接入设备的波特率，如图5下面一行显示的前5次数据。初始化报文的格式是根据Profibus总线桥的规定形成的，依次是站号、ID号、I/O配置数据长度、I/O配置数据、接收数据长度、发送数据长度、用户参数长度、波特率测试数据以及校验和。Profibus总线桥接收到现场DSP发送的5次初始化报文后对其进行分析，并根据接收的报文回答现场DSP，回答报文主要包括以下几个方面的信息：测试到的波特率号，初始化报文错误号和初始化成功标志（或错误标志）。如图5上面一行第一个报文所示。现场DSP在接收到Profibus总线桥回答的报文后同样对回答报文进行分析，如果回答报文说明初始化成功则立即转入数据交换中。如果不成功则分析初始化失败原因并显示相应的错误代号，可以通过相应的错误代号进行修改并最终实现初始化。
Profibus总线桥初始化成功后立即进入数据交换状态，如图5所示。现场DSP在接收到接口DSP的数据后将数据写入到双口RAM中指定的存储区域，DSP 2812从该存储区读出相应的数据进行处理。对于现场要显示的数据，由DSP 2812写入到双口RAM相应的存储区域，然后现场DSP读出存储区域的数据交给Profibus总线桥处理，最后由触摸屏显示出来，如图4所示 。进入数据交换状态后可以实时对修改参数并交给控制器处理，同时也可以将控制器设置的参数实时显示出来，从而极大地方便了生产现场的调试工作。
对于触摸屏的我们采用西门子的组态软件Protool进行组态，设计界面包括：主界面、电及参数界面和调试界面三个部分组成。主界面用于设定变频系统的工作状态，如电流、电压、速度给定、实际速度反馈、故障代码等信号；电机参数界面用于设定电机的相关参数，调试界面则是调试时输入的相关参数，如电流、电压调节器的相关参数等。图6是用Protool组态的主界面图。
5、结论
通过现场的应用表明，基于单片机的变频系统Profibus通讯方案，现场DSP负责从现场采集信号并传送主站指令到现场执行设备，从站与西门CPU315-2DP主站相互配合可以降低系统调试和布线难度，缩短开发周期，有利于提高产品的数字化程度，也有利于与其它具有PROFIBUS-DP接口的设备进行方便的连接，提高产品的通用性。
