一、功能概述
1.1 设备简介
本产品是 Profinet 和 Modbus RTU 网关,使用数据映射方式工作。
本产品在Profinet侧作为Profinet从站,接西门子PLC 如 1200、1500、200Smart 等;在 Modbus RTU 侧做为 RTU 主站或从站,接 ModbusRTU 从站如变频器、 流量计、温度采集模块等,或者接 ModbusRTU 主站如 PLC 、上位机等。
使用场景 1 :Profinet 主站读写 Modbus RTU 从站:
使用场景 2 :Profinet 主站和 Modbus 主站交换数据: Profinet 支持输入输出最多各 1440 字节。
网关有四路 Modbus ,每路 Modbus 独立配置,独立工作。每路 Modbus 做主机时支持最多 64 条 Modbus 指令,每路 Modbus 都可以做为 Modbus 从 机。
1.2 硬件参数
硬件参数 | 参数说明 |
电源 | 9-36V(典型值 12V/70mA) ,支持双电源冗余供电,带 过压、过流保护 |
工作温度 | -30~75℃ |
工作湿度 | 5%~95%无冷凝 |
Profinet 口 | 2 个 RJ45 以 太 网 接 口 , 支 持 100BASE-TX/RX , MDI/MDIX 自检测,用来组成链式网络。 |
Modbus 口 | 四路 RS485 口,可改为 RS232 |
1.3 软件参数
Profinet | Conformance Class A and B Real Time Class 1 LLDP SNMP |
Modbus | 默认 RS485 接口,可改为 RS232 接口。 波特率支持 2400、4800、9600 、14400 、19200, 38400 ,56000 ,57600 ,115200。 做为 Modbus 主机可配置 64*4 条 Modbus 指令, 作为 Modbus 从机支持 3 、4 、16 功能码。 |
最大映射数据量 | 输入 1440 字节;输出 1440 字节 |
工作参数配置 | Profinet 端通过本公司提供的 GSD 文件配置。 Modbus 端通过本公司提供的上位机软件配置。 |
二、硬件说明
2.1 电源接口
本网关电源接口如下图所示,支持压线端子接法和圆头电源接法,支持双电 源冗余供电,支持 9-36V 输入:
接口符号 | 参数说明 |
圆头 V1 | 接圆头电源 7-36V(和端子 V1 不能同时接) |
端子 V1/V2 | 接直流 9-36V 正 |
G | 接直流 9-36V 负 |
PE | 接大地 |
2.2 指示灯定义
本网关六个指示灯如下图所示:
指示灯 | 指示灯说明 |
PWR | 电源指示灯,常亮说明电源正常 |
SYS | 系统灯,常亮说明系统正常启动,1hz 频率 闪烁说明PN 组态成功 |
M1 、M2 、M3 、M4 | 对应 485/232 口接收到数据时闪烁 |
2.3 恢复出厂设置按键
当配置错误导致网关工作异常可以按住之后给网关重上电,网关会清除当前 所有配置。用户应该等到 SYS 以 5hz 频率闪烁再松开按键,网关自动重启恢复 正常。
2.4 MicroUSB 口
没用,本产品通过网口配置。
2.5 Profinet 口
Profinet 口如下:
Profinet 口 | 接口说明 |
PORT1、PORT2 | Profinet 口,带交换机功能 |
2.6 Modbus 接口
Modbus 口如下:
Modbus 接口采用 5.08*9P 压线端子。
网关默认是 RS485 接口,如需 RS232 接口请联系销售。
Modbus 口 | 接口说明 |
A B | RS485 口的 AB |
R T G | RS232 口的 RX TX GND ,注意 RS232 T R 要交叉连接 |
三、软件说明
3.1 工作方式
网关在Profinet侧做为从站,在Modbus 侧做为主站或从站。即网关的Profinet 口接 Profinet 主站,如 1200 、1500、200Smart;网关的 Modbus 口接 ModbusRTU 从站,如变频器、流量计、温度采集模块等,或者接 ModbusRTU 主站如 PLC、 上位机等。
Profinet 主站与 Modbus 从/主站采用数据映射的方式通信,即 Profinet 主站 通过数据映射的方式读写 Modbus 从站或 Modbus 主站。
Modbus 需要使用本公司提供的配置软件来配置工作参数。Profinet 只需要根 据配置软件计算出来的数据长度在插槽插入相应数量模块即可。
3.2 配置软件参数
配置软件页面如下图所示:
3.2.1 配置软件参数概述
软件页面上有 4 个页:每个页对应一路 Modbus 通道,四个配置页面完全相 同,四路 Modbus 独立配置,独立工作
3.2.2 串口参数部分
串口参数部分需要设置波特率、校验位、停止位,数据位固定为 8。
3.2.3 Modbus 主站参数部分
可以设置是否启用指令状态监控,当使能监控时会为每条 Modbus 指令在 Input 留一个 bit 的状态位,该位为 0 表示这条指令从站应答正常,该位为 1 表示 这条指令从站应答有问题(超时或错误)。该选项同时对四个通道有效,对应的 bit 位置在指令状态位置。
通道配置为 Modbus 主机需要设置轮询空闲、应答超时、写次数、指令条数 以及 Modbus 指令。
Modbus 主机参数 | 参数说明 |
轮询空闲 | 1-60000ms,当完成一条 Modbus 指令之后延迟多长时 间开始下一条指令。 |
应答超时 | 1-60000ms,当发送完 Modbus 指令之后等待从站应答 最大超时时间。 |
写次数 | 0-255 ,0 :每个轮询周期都发送写指令;1-255:当要 写的内容发生变化时才写,直到写指令应答成功或达 到写次数。 |
指令条数 | 本 Modbus 通道配置的指令数量 |
Modbus 指令 | 标准 Modbus 指令,需要设置从机地址、功能码、寄 存器地址、寄存器长度 |
指令状态位置 | 使能主站模式下指令状态监控时有效。每条 Modbus 指令都有一个对应的状态,占一个 bit,指示该指令应 答的状态,为 0 代表这条指令应答正常,为 1 代表这 条指令应答有异常。 |
3.2.4 Modbus 从站参数部分
做为 Modbus 从站只需要设置从机地址即可。
3.2.5 计算数据映射
当配置完所有通道之后点击“计算数据映射 ”,可以看到主站下指令对应的
数据映射到地址。
3.3 配置软件使用说明
首先在本公司网站下载该配置软件。
配置软件用来配置本网关 Modbus 部分,流程如下:
①打开软件,设置每个通道的波特率、校验位、停止位。
②设置通道的工作模式,工作在 Modbus 主机或从机模式。
③工作在主机模式,设置主机时相关参数,工作在从机模式设置从机相关参 数。
3.4 数据映射
Profinet 端是通过插槽插入数据长度模块来实现数据映射的,要注意的是多 个插槽之间数据不一定连续,计算数据偏移时要注意。
比如在博图插入两个“Input/Output32 Byte ”模块,可以看到地址是不连续的
3.4.1 Modbus 做主机时
Profinet 和 Modbus 从机是通过数据映射的方式交换数据的。当用户在软件页 面上填好参数后点击一下计算数据映射,这时软件会根据软件页面上的参数自动 计算映射地址。数据映射分为两个部分:指令状态和指令数据部分
使能主站模式下指令状态监控,在配置页面添加了四条指令,数据映射如下:
指令状态 | 状态 |
第 1 条指令状态 | Input[0.0] 第 0 个字节的 bit0 |
第 2 条指令状态 | Input[0. 1]第 0 个字节的 bit1 |
第 3 条指令状态 | Input[0.2]第 0 个字节的 bit2 |
第 4 条指令状态 | Input[0.3]第 0 个字节的 bit3 |
第 1 条指令数据 | Input[1.0-1.7] 第 1 个字节的 bit0-bit7 |
第 2 条指令数据 | Input[2-17] 第 2-17 字节 |
第 3 条指令数据 | Output[0.0-0.7] 第 0 个字节的 bit0-bit7 |
第 4 条指令数据 | Output[1-16] 第 1-16 字节 |
失能主站模式下指令状态监控,在配置页面添加了四条指令,数据映射如下:
指令状态 | 状态 |
第 1 条指令数据 | Input[0.0-0.7]第 0 个字节的 bit0-bit7 |
第 2 条指令数据 | Input[1-16] 第 1-16 字节 |
第 3 条指令数据 | Output[0.0-0.7] 第 0 个字节的 bit0-bit7 |
第 4 条指令数据 | Output[1-16] 第 1-16 字节 |
3.4.2 Modbus 做从机时
当 Modbus 通道配置为从机时支持 3 、4 、16 号功能码,Modbus 配置为从机 时寄存器地址是从 0 开始的。
数据映射如下:
寄存器 | 状态 |
保持寄存器 0-719 | Input[0-1439]输入(对于 ECAT 主站) |
输入寄存器 0-719 | Output[0-1439]输出(对于 ECAT 主站) |
保持寄存器就是 4xxxx 寄存器,使用 16 功能码写,03 功能码读;输入寄存 器就是 3xxxx 寄存器,使用04 功能码读。
需要注意的是四路 Modbus 通道共用的同一片 Input 和 Output,所以 Modbus 主站读写网关时注意别把其它通道的数值给覆盖了。