基于PROFINET与CANopen协议转换网关的西门子PLC与汇川变频器通信架构设计方案

基于PROFINET与CANopen协议转换网关的西门子PLC与汇川变频器通信架构设计方案

采用稳联技术的PROFINETSlavetoCANopenMaster网关，能够实现西门子可编程逻辑控制器（PLC）与汇川变频器之间的协议转换及数据交互。具体解决方案如下：

方案概述

核心问题：西门子S71500PLC支持PROFINET协议，汇川变频器支持CANopen协议，二者无法直接开展通信。

解决方案：通过北京骥远自动化稳联技术的网关模块进行协议转换，可实现PLC对变频器的远程控制，涵盖启停操作、频率设定以及数字输入（DI）信息读取。

硬件与软件配置

硬件组件

可编程逻辑控制器（PLC）：SIMATICS71500CPU（订货号：6ES75152AM010AB0，版本V2.5）。

网关：（PROFINETSlavetoCANopenMaster）。

变频器：汇川通用型HVD100系列，配备MD38CAN2CANopen通讯选项卡（共计5台）。

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自动化任务概述

实现西门子S71500PLC与汇川变频器的连接

软件组件

1.PLC编程：采用TIAPortalV15软件。

2.网关配置：运用CANopenConfigurationStudioV2.4.5.11软件。

汇川变频器参数配置步骤

1.CAN通讯参数设置

依据变频器手册对功能码进行配置，设定通讯波特率以及NodeID（通过DIP拨码开关加以调整）。

2.PDO映射表

RPDO（接收）：将PLC控制指令（例如启停、频率给定）进行映射。

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TPDO（发送）：映射变频器运行状态参数，包括但不限于设备运行模式、故障诊断代码等关键状态信息。

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网关配置

连接与初始化

通过MiniUSB接口将设备连接至PC并接通电源。开启CANopenConfigurationStudio软件。

配置步骤

导入EDS文件

把MD38CAN2的EDS文件复制到软件指定路径（C:ProgramFiles(x86)CANopenConfigurationStudioDevicesEDS）。

新建工程

添加主设备（PLC）和从属设备（变频器），并设置波特率（该波特率需与变频器的波特率保持一致）。

对从站节点地址进行配置（NodeID=1，此地址需与变频器DIP拨码设置保持一致）。

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PDO参数配置：通过添加数据对象并设定偏移地址，确保过程数据对象（PDO）的映射关系满足工业数据通信规范。

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生成配置文档：导出CDC文件并完成下载操作。

硬件连接：

将可编程逻辑控制器（PLC）、网关以及变频器依据拓扑结构进行连接，保证物理链路处于正常运行状态。

TIAPortal工程配置

设备网络视图

在TIAPortal中对PLC与其他设备的PROFINET连接进行配置，确保IP地址与设备名称一一对应。

CANopen数据监听

借助软件对CANopen报文实施监控，以验证数据交互是否处于正常状态。

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方案优势

高效协议转换：实现PROFINET与CANopen协议的无缝数据交互，显著降低异构系统集成复杂度。

灵活控制：支持可编程逻辑控制器对变频器的远程操控，涵盖运行状态切换、输出频率调节及数字量输入信号采集等功能。

稳定可靠：通过硬件拨码与软件配置双重保障通信参数一致性，确保系统安全运行。结论：本方案通过稳联技术网关模块，以低成本、高效率的方式解决了西门子PLC与汇川变频器的协议兼容问题，满足工业自动化控制需求。