德国赫优讯netTAP100 网关在杜尔涂装废气处理控制系统中的应用
摘要：本文以德国杜尔涂装公司的废气处理控制系统为例，罗克韦尔公司的ControlLogix 作为主控制器，系统中存在Ethernet/IP 和ControlNet 两个通讯网络，E+H 公司的可视化记录仪则提供一个PROFIBUS-DP接口，因此可以通过德国赫优讯netTAP100 协议转换网关来提供一种该设备连入通讯网络的方案。
关键词：netTAP100 Ethernet/IP PROFIBUS-DP 设备联网
Abstract: This article takes the case of tail gas treatment control system of Dürr. In this system,
ControlLogix of Rockwell works as controller and there exist two communication systems of Ethernet/IP and ControlNet . A visualization graph of E+H provides a PROFIBUS-DP interface so it can be connected to the control system via netTAP100 gataway of Hilscher.
Key words: netTAP100 Ethernet/IP PROFIBUS-DP device networking
1 引言
德国杜尔涂装公司的废气处理设备可为汽车以及其它行业的油漆车间提供吸收系统，用于净化油漆生产线产生的废气。该设备的控制系统使用罗克韦尔公司的ControlLogix 作为主控制器，并且带有Ethernet/IP接口及ControlNet 接口的通讯模块。ControlNet 网络用于连接用户设备，Ethernet/IP 网络用于连接变频器、人机界面，及E+H 公司的可视化记录仪，对现场数据进行存储、显示和分析。因为可视化记录仪上提供了一个PROFIBUS-DP 的从站接口，因此使用德国赫优讯公司的netTAP100 系列网关中的NT100-RE-DP 来实现两者的通讯。
2 德国赫优讯netTAP100 网关系列简介
德国赫优讯公司的netTAP100 网关系列充分使用了赫优讯netX 网络控制器灵活性的特点，提供了一种经济、有效的联网通讯解决方案，可支持各种现场总线（PROFIBUS、CANopen、DeviceNet、CC-Link）、各种实时以太网（PROFINET、Ethernet/IP、Modbus TCP、EtherCAT、Powerlink、SERCOS III）及各种串口通讯协议（ASCII、Modbus RTU、自定义串口协议）间的协议转换，目前提供的转换方案已达100余种。
NT100-RE-DP 网关（如图1）实现的是各种实时以太网到PROFIBUS-DP 主从站间的转换，通过下载不同的协议堆栈（Firmware），就能够实现用户所需要的实时以太网协议到PROFIBUS-DP 间的转换。
图1 NT100-RE-DP 网关
3 通讯系统构成
整个通讯系统的硬件结构如图2 所示，初步调试时使用CompactLogix，调试系统如图3 所示。罗克韦尔公司的CompactLogix 1769-L35E PLC 作为主控制器，并提供一个Ethernet/IP 主站接口，IP 地址设置为192.168.0.10；赫优讯NT100-RE-DP 网关作为Ethernet/IP 网络中的一个从站，IP 地址为192.168.0.11，同时作为PROFIBUS-DP 网络中的主站，站地址设为1；E+H Memograph 记录仪作为PROFIBUS-DP 网络中的从站，站地址为9。
图2 通讯系统结构
图3 调试系统
4 通讯系统实现
要在一个控制系统中实现具有不同协议通讯接口的设备互连，则设备的通讯接口必须严格遵循协议标准，并且从站设备需提供一个统一的产品描述文件，如对于Memograph 记录仪，必须提供一个符合PROFIBUS 协议规定的GSD 文件；但是对于赫优讯NT100-RE-DP 网关，能够提供一个符合Ethernet/IP协议规定的EDS 文件，但这不是必须的。
4.1 赫优讯NT100-RE-DP 网关的配置
当NT 100 次通过USB 电缆与计算机相连并且上电后，计算机会自动检测到该硬件，并提示安装硬件驱动，该驱动保存在产品光盘的Driver\Windows 目录下。
对于NT100 网关的配置及PROFIBUS 网络的组态，赫优讯提供基于FDT/DTM 技术的统一网络配置工具SYCON.net，该软件随产品光盘提供。对于Memograph 记录仪，其提供了一个GSD 文件，打开SYCON.net 后，选择“Network”目录下的“Import Device Description”可以导入该GSD 文件。
配置完成后的界面如图4 所示：
图4 网关配置
右击Memograph 记录仪，选择“Configuration”，对PROFIBUS 从站的参数进行配置，主要配置输入输出字节数，该系统中分别使用了20 个WORD 的输入和20 个WORD 的输出，如图5 所示，单击OK完成设置：
图5 PROFIBUS Slave 配置
右击网关红**标，选择“Configuration”“PROFIBUS-DP Master”,选择“Bus Parameters”，对PROFIBUS 网络参数及主站参数进行配置，如图6 所示，配置总线速率、主站地址及协议规定的其他参数。
图6 Bus Parameters 设置
选择“Station Table”，对PROFIBUS 网络中的从站地址进行设置，这里，对Memograph 记录仪的地址设为9，如图7 所示，单击OK 完成设置：
图7 Station Table 设置
右击网关红**标，选择“Configuration”“Ethernet/IP Adapter”，对Ethernet/IP 从站的参数进行设置，包括IP 地址及输入输出字节数，如图8 所示。此处的输入输出字节数必须不小于在PROFIBUS 从站中配置的字节数。单击OK 完成设置：
图8 Ethernet/IP Adapter 设置
右击网关红**标，选择“Configuration”“Gateway”，选择Signal Mapping，进行PROFIBUS 主站与Ethernet/IP 从站中配置数据的映射，从而完成数据通讯功能，如图9 所示。需要注意的是，所有数据的传输方向都是从主站的角度来看的。因此Port X2 中的Receive 数据总是与Port X3 中的Send 数据对应，表示PROFIBUS 从站发送数据至Ethernet/IP 主站；Port X2 中的Send 数据总是与Port X3 中的Receive数据对应，表示Ethernet/IP 主站发送数据至PROFIBUS 从站。
图9 Signal Mapping 设置
4.2 CompactLogix PLC 的设置
对于Ethernet/IP 网络，CompactLogix 作为主站，NT100 作为从站，提供一个EDS 文件。通过EDSHardware Installation Tool 软件加载该EDS 文件，如图10 所示：
图10 导入NT100 网关EDS 文件
在RSLogix 5000 软件中，通过添加一个通用以太网模块来配置NT100，如图11 所示。使用该软件时须确保软件与固件版本一致：
图11 添加通用以太网模块
配置该模块时，首先设置模块名称、数据类型和IP 地址，对于输入字节的Instance ID，设置为101；对于输出字节的Instance ID，设置为100；对于诊断字节的Instance ID，设置为102。输入输出字节必须与在网络中设置Ethernet/IP Adapter 时相同，如图12 所示。
图12 通用以太网模块配置
通过以上步骤，即可完成整个系统的配置。
5 小结
本文使用netTAP100 网关系列中的NT100-RE-DP，使用其提供的PROFIBUS-DP 协议与Ethernet/IP协议之间的转换功能，从而实现了CompactLogix 与Memograph 可视化记录仪之间的通讯。希望能通过本文的简单介绍，帮助用户实现各种设备联网的需求。
如有各种设备联网需求，欢迎致电广州虹科电子科技：www.hkaco.com
020-38743030/ 020-38743032/ 020-38744538/ 020-38744528
作者：张胜前（德国杜尔涂装系统工程（上海）有限公司）
袁海峰（德国赫优讯自动化系统有限公司上海分公司）
参考文献
[1] netTAP100_usermanual_en.
[2] CompactLogix系统快速入门.
[3] 1769-L35E CompactLogix TM 系统用户手册
[4] Memogragh technical information