基于PROFINET與CANopen協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的西門子PLC與匯川變頻器通信架構(gòu)設(shè)計方案

采用穩(wěn)聯(lián)技術(shù)的PROFINETSlavetoCANopenMaster網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)西門子可編程邏輯控制器（PLC）與匯川變頻器之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)交互。具體解決方案如下：

方案概述

核心問題：西門子S71500PLC支持PROFINET協(xié)議，匯川變頻器支持CANopen協(xié)議，二者無法直接開展通信。

解決方案：通過北京驥遠(yuǎn)自動化穩(wěn)聯(lián)技術(shù)的網(wǎng)關(guān)模塊進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)PLC對變頻器的遠(yuǎn)程控制，涵蓋啟停操作、頻率設(shè)定以及數(shù)字輸入（DI）信息讀取。

硬件與軟件配置

硬件組件

可編程邏輯控制器（PLC）：SIMATICS71500CPU（訂貨號：6ES75152AM010AB0，版本V2.5）。

網(wǎng)關(guān)：（PROFINETSlavetoCANopenMaster）。

變頻器：匯川通用型HVD100系列，配備MD38CAN2CANopen通訊選項(xiàng)卡（共計5臺）。

自動化任務(wù)概述

實(shí)現(xiàn)西門子S71500PLC與匯川變頻器的連接

軟件組件

1.PLC編程：采用TIAPortalV15軟件。

2.網(wǎng)關(guān)配置：運(yùn)用CANopenConfigurationStudioV2.4.5.11軟件。

匯川變頻器參數(shù)配置步驟

1.CAN通訊參數(shù)設(shè)置

依據(jù)變頻器手冊對功能碼進(jìn)行配置，設(shè)定通訊波特率以及NodeID（通過DIP撥碼開關(guān)加以調(diào)整）。

2.PDO映射表

RPDO（接收）：將PLC控制指令（例如啟停、頻率給定）進(jìn)行映射。 

TPDO（發(fā)送）：映射變頻器運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，包括但不限于設(shè)備運(yùn)行模式、故障診斷代碼等關(guān)鍵狀態(tài)信息。

網(wǎng)關(guān)配置

連接與初始化

通過MiniUSB接口將設(shè)備連接至PC并接通電源。開啟CANopenConfigurationStudio軟件。

配置步驟

導(dǎo)入EDS文件

把MD38CAN2的EDS文件復(fù)制到軟件指定路徑（C:ProgramFiles(x86)CANopenConfigurationStudioDevicesEDS）。

新建工程

添加主設(shè)備（PLC）和從屬設(shè)備（變頻器），并設(shè)置波特率（該波特率需與變頻器的波特率保持一致）。

對從站節(jié)點(diǎn)地址進(jìn)行配置（NodeID=1，此地址需與變頻器DIP撥碼設(shè)置保持一致）。

PDO參數(shù)配置：通過添加數(shù)據(jù)對象并設(shè)定偏移地址，確保過程數(shù)據(jù)對象（PDO）的映射關(guān)系滿足工業(yè)數(shù)據(jù)通信規(guī)范。

生成配置文檔：導(dǎo)出CDC文件并完成下載操作。

硬件連接：

將可編程邏輯控制器（PLC）、網(wǎng)關(guān)以及變頻器依據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，保證物理鏈路處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

TIAPortal工程配置

設(shè)備網(wǎng)絡(luò)視圖

在TIAPortal中對PLC與其他設(shè)備的PROFINET連接進(jìn)行配置，確保IP地址與設(shè)備名稱一一對應(yīng)。

CANopen數(shù)據(jù)監(jiān)聽

借助軟件對CANopen報文實(shí)施監(jiān)控，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)交互是否處于正常狀態(tài)。

方案優(yōu)勢

高效協(xié)議轉(zhuǎn)換：實(shí)現(xiàn)PROFINET與CANopen協(xié)議的無縫數(shù)據(jù)交互，顯著降低異構(gòu)系統(tǒng)集成復(fù)雜度。

靈活控制：支持可編程邏輯控制器對變頻器的遠(yuǎn)程操控，涵蓋運(yùn)行狀態(tài)切換、輸出頻率調(diào)節(jié)及數(shù)字量輸入信號采集等功能。

穩(wěn)定可靠：通過硬件撥碼與軟件配置雙重保障通信參數(shù)一致性，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。結(jié)論：本方案通過穩(wěn)聯(lián)技術(shù)網(wǎng)關(guān)模塊，以低成本、高效率的方式解決了西門子PLC與匯川變頻器的協(xié)議兼容問題，滿足工業(yè)自動化控制需求。