七星華創流量計CS310 (MODBUS系列)

通過EtherCAT網關HT3S-ECS-MDN

與匯川H5U-A8的PLC進行交換數據應用案例

一、概述

本文主要介紹使用HI-TOP網關 HT3S-ECS-MDN在匯川H5U-A8 PLC和七星華創CS310流量計之間進行數據交換。

解決的問題：匯川H5U-A8如何通過HT3S-ECS-MDN網關采集七星華創CS310流量計數據到上位機EtherCAT網絡平臺。

解決方法：使用HI-TOP網關 HT3S-ECS-MDN。匯川H5U-A8支持EtherCAT協議，七星華創CS310流量計支持Modbus RTU協議，而HI-TOP網關 HT3S-ECS-MDN可以在EtherCAT網絡和Modbus RTU網絡之間傳送數據。以下為測試環境：

圖1

二、七星華創MODBUS系列CS310流量計

2.1 參數表

七星華創MODBUS系列CS310流量計支持Modbus RTU協議，在其手冊中可以看到它參數對應的Modbus RTU地址表如下：

圖2

圖3

2.2 通信參數設定

七星華創CS310流量計Modbus RTU默認接口參數如下：

§ ID 32

§ 波特率19200

§ 數據位： 8

§ 停止位 1

§ 校驗位 無校驗位

通過七星華創CS310流量計軟件Digital  MFC  Tools讀取通訊參數。

圖4

三、網關的配置

3.1 HT3S-ECS-MDN網關介紹

HT3S-ECS-MDN是一款 EtherCAT從站功能的通訊網關。該產品主要功能是將各種 Modbus RTU設備接入到 EtherCAT網絡中。本網關連接到 EtherCAT總線中作為從站使用，連接到 Modbus RTU總線中作為主站或從站使用。

圖5

下面來介紹HT3S-ECS-MDN的配置，網關所有的配置都是使用GW Modbus Builder這款軟件來進行。

3.2配置 EtherCAT網關的IP地址及數據長度

使用GW Modbus Builder連接到HT3S-ECS-MDN網關的P1口，并將撥碼第8位撥到ON，如下圖所示。此時網關P1口地址為：192.168.1.100。

圖6

選擇菜單“設置 -> 通信設置 -> 以太網設置”：

圖7

在彈出的窗口中選擇本機電腦網卡即本機IP地址，連接網關P1口，并輸入網關即設備IP地址（這里是192.168.1.100），點擊確認按鈕。注意，計算機網卡地址和網關地址要在同一網段。

圖8

然后選擇“工具->在線”菜單：

圖9

在協議選擇框中選擇“EtherCAT配置”，點擊確認按鈕。

圖10

在彈出的界面選擇“連接從站”，點擊“讀取配置”會顯示網關當前的字節長度，根據需求更改數據量,更改完長度后，點擊“寫入配置”，寫入成功會彈出寫入OK。如下圖：

圖11

3.3配置要讀取的Modbus寄存器

使用GW Modbus Builder連接到HT3S-ECS-MDN網關的LAN口，如下圖所示。網關P3口，地址為：192.168.1.201。

圖12

然后分別雙擊右側的“Modbus Master”和“Modbus Slave”添加Modbus主站（客戶端）和Modbus從站（服務器），如下圖所示：

圖13

雙擊“Modbus Slave”配置要讀寫的寄存器，本文中要讀取的流量計的以下數據：

圖14

因此要讀取的數據范圍包括以下保持寄存器：

§ 0-10

要進行寫操作的寄存器包括：

圖15

需要注意的是，七星華創CS310流量計使用06功能碼的寫操作。

因此，網關的“Modbus Slave”要讀寫的寄存器的配置如下圖所示：

圖16

其中序號1為讀操作，2-8為寫操作。

雙擊“Modbus Master”，然后點擊“地址映射表”，查看所有地址寄存器。這里除了從站的寄存器之外，還有一個狀態字和控制字，因此，輸入有14個字，輸出有8個字。如下圖所示：

圖17

選擇菜單“設置 -> 通信設置 -> 以太網設置”：

圖18

在彈出的窗口中選擇本機網卡的IP地址，連接網關LAN口,并輸入網關即設備IP地址，點擊確認按鈕。

圖19

點擊“下載”按鈕，寫入配置。

圖20

下載過程會有進度條提示，進度條到如下圖所示：

圖21

四、匯川H5U-A8 PLC配置

1、新建項目后，導入網關的XML文件并重啟界面，

圖22

選擇HT3S-ECS-MDN的XML文件, 導入成功后重啟。

圖23

2、在左側系統樹中右鍵選擇“EtherCAT”，在彈出菜單中選擇“自動掃描”：

圖24

在彈出的界面選擇“開始掃描”。相應提示如下圖：

圖25

將掃描到的設備更新到總線，如下圖所示：

圖26

3、對加載到總線上的網關進行編輯，雙擊打開界面，找到“連接”并進行配置字節長度，如下圖所示：

圖27

配置完字節數后，點擊確定，并下載到PLC。

圖28

五、運行結果

5.1  運行步驟

1. 網關的撥碼開關第8位為OFF（運行模式），第1位和第2位為ON（網關作為Modbus的客戶端運行）。

2. 網關P1口接到匯川的EtherCAT網口,匯川的EtherCAT連接到電腦網口，匯川的EtherCAT口為通訊口。

通訊線使用5口接線柱連接，網關6PIN端子的A+連接到接線柱的T/R+端口，網關6PIN端子的B-口到接線柱的T/R-端口，如圖：

圖29

3. 啟動PLC。

4. 在 PLC 中為網關的控制字寫1后啟動網關的數據交換(如果在GW軟件中設置了網關自動啟動，可以不做這一步的操作)。如果網關工作正常，狀態字將會在0和1之間變化，代表收發數據。

5.網關的地址映射表，根據映射表來對應每個字節的含義如圖：

圖30

6.網關正常運行時各指示燈如下圖所示，EtherCAT的OK燈亮， Modbus RTU的TX和RX燈閃爍。如下圖所示：

圖31

5.2 參數的讀取

PLC編程軟件Autoshop切換到監控器模式，正常運行的網關在這里顯示綠色的圓點，如下圖所示：

圖32

打開“EtherCAT的 I/O映射”，可以監控輸入輸出區的數值，十六進制數據格式如下圖所示：

圖33

需要注意的是， PLC讀到的數據要交換高低字節后才是正確的數據。這需要在PLC編寫程序進行轉換，或者網關撥碼第7位撥到ON的位置（自動交換高低字節）。

十進制數據：

六、HT3S-ECS-MDN網關應用優勢

- 提高了MODBUS RTU設備接入的兼容性：支持多個MODBUS RTU設備接入到EtherCAT的工業以太網協議網絡。

- 增強了生產線的擴展性：未來增加新設備時，無需擔心通訊協議的限制。

- 降低了維護成本：統一的通訊方案簡化了維護工作，減少了潛在的故障點。

七星華創CS310流量計應用HT3S-ECS-MDN網關的MODBUS RTU與EtherCAT協議轉換通訊方案為不同協議的自動化升級提供了有效的解決方案。該方案不僅提高了生產線的兼容性和擴展性，還保證了通訊的實時性和穩定性，為自動化項目的應用提供了強有力的支持。