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EtherNet/IP转Modbus借网关实现罗克韦尔PLC与温湿度传感器协议转换通讯

时间:2025-03-29作者:chy123分类:时尚科技浏览:4950

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一、案例背景

工业自动化领域,Modbus RTU 协议应用广泛,许多设备如传感器PLC 和工控机等都支持该协议,便于相互通信与集成。在仓库货物存储场景中,为确保货物质量,实时监测温湿度至关重要。本案例中的温湿度传感器采用 485 接口,遵循 Modbus RTU 标准协议。需要注意的是,485 接口协议包含 RTU 标准协议和 485 自由协议,本案例聚焦于前者。

以工厂环境监测系统为例,温湿度传感器、压力传感器等均采用标准 Modbus RTU 协议,能将采集到的数据精准传输至 PLC,实现对生产环境的实时监控与调节。然而,当中心控制系统使用基于 EtherNet/IP 协议的 AB PLC 时,为实现数据传输,就需要借助协议转换设备。此时,捷米特JM-EIP-RTU(EIP-RS485)协议转换网关模块就能发挥关键作用,作为连接 EtherNet/IP 与 Modbus RTU 的桥梁,确保不同协议设备间的数据交互顺畅进行。

二、硬件设备

1.AB罗克韦尔PLC(EtherNet/IP协议

2.温湿度传感器:支持标准的Modbus RTU协议

3.捷米特JM-EIP-RTU网关:实现EtherNet/IP网络与ModbusRTU 串行总线之间的数据通讯,可支持RS232RS485通讯。即EtherNet/IP和ModbusRTU网络之间无缝内部连接。

三、技术指标

Ø捷米特JM-EIP-RTU(EIP-RS485)设备在EtherNet/IP一侧为EtherNet/IP适配器,在RTU一侧通过RS485可以作为Modbus主站,也可以通过RS232支持自由协议通讯;

Ø支持EtherNet/IP协议;

Ø支持最大的输入字节数为500字节,最大的输出字节为500字节,输入输出字节的长度由RockwellLogix控制器设定(本手册以Logix控制器为参考);

Ø功能码:支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H号功能;

Ø供电:24VDC(±5%),最大功率3.5W;

Ø工作环境温度:-25~55℃,湿度≤95%;

四、配置步骤

设备连接

o将捷米特JM-EIP-RTU(EIP-RS485)网关安装在控制柜内,确保安装牢固,连接 24VDC 电源,L + 接 24V,M 接0V,PE接地。

o用网线将网关的 Ethernet/IP 接口(P1 或 P2)与 AB PLC 的以太网口相连;通过 RS485 电缆,将网关的 6PIN 端子 A+、B - 分别连接到温湿度传感器的 RS485 接口 A、B 端。

网关配置

o打开 GW Config 配置软件,选择 “Modbus 配置” 进入设置界面。

o双击软件右侧设备列表中的 “Modbus Master”,添加虚拟主站;再双击 “Modbus Slave”,添加温湿度传感器从站到Modbus总线。

可配置参数为:Modbus通讯波特率、数据位、奇偶校验方式、停止位、通讯传输模式、响应等待时间、轮询延时时间、输出命令轮询模式、脉冲输出时间、扫描比率,配置界面如下:

ØModbus通讯波特率:1200bit/s, 2400bit/s, 4800bit/s, 9600bit/s, 19200bit/s,38400bit/s, 57600bit/s, 115200bit/。

Ø数据位:7、8、9位。

Ø奇偶校验方式:无、奇、偶。

Ø停止位:1位、2位。

Ø通讯传输模式:RTU。

Ø响应等待时间:当Modbus主站发送命令后,等待从站响应的时间,范围:100ms~50000ms。

Ø轮询延时时间:当Modbus主站发送命令后,收到正确响应或响应超时后,发送下一条Modbus命令之前的延迟时间,范围:0~2500ms。

Ø输出命令轮询模式:Modbus写命令,有四种输出模式:连续输出、禁止输出、逢变输出和脉冲输出。

连续输出:与Modbus读命令输出方式相同,根据扫描比率进行扫描输出;

禁止输出:禁止输出Modbus写命令;

逢变输出:输出数据有变化时,输出写命令,并在接收到正确响应数据后停止输出;

脉冲输出:按照脉冲周期,输出写命令。

Ø脉冲输出时间:脉冲输出方式的脉冲时间。

Ø扫描比率:

o双击主窗口中的 “Modbus Master” 图标,设置 Modbus 总线参数,如波特率(根据传感器要求设为9600bps)、字符格式(8位无校验+1停止位) 。

在设备窗口界面,单击节点,配置窗口界面显示从站地址,如下图:

命令配置界面

在设备窗口界面,协议类型选择Modbus主站(默认协议),右击插入新的命令,配置窗口界面显示如下:

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ØModbus寄存器起始地址:Modbus从站设备中寄存器、开关量、线圈等起始地址,范围为:0~65535;

Ø寄存器个数:Modbus从站设备中寄存器、开关量、线圈的个数;

Ø内存映射起始地址:在模块内存缓冲区中数据的起始地址,数据在网关内存中映射的地址范围:

读命令:0x000~0x5DB(0~1499)

写命令:0x5DC~0xBB7(1500~2999)

写命令同时可以作为本地数据交换:0x000~0x5DB(0~1499)

o双击主窗口的 “Modbus Slave”,设置从站报文,根据温湿度传感器手册,配置读取温湿度数据的寄存器地址等信息。

o配置完成后,点击 “地址表” 查看 Modbus 从站数据列表,无误后将配置下载到网关。

0.AB PLC 配置

o打开 RSLogix 5000 程序,加载捷米特 JM-EIP-RTU 的 EDS 文件。

o新建工程,填写名称,选择 “New Module” 添加捷米特 JM-EIP-RTU 网关。

o在 “Name” 中填入网关名称,“IP Address” 中填入网关 IP 地址,点击 “Change” 设置网关输入输出数据长度,例如设置输入输出各 20 字节 。

o点击 “Communications->Download”,将工程下载到 PLC 中。

·确认计算机与PLC已经建立网络连接,PLC上电后,打开 BOOTP DHCP TOOL软件,

·如果第一次打开,在“Tools”(工具)下选择“NetworksSetting”(网络设置),输入子网掩码;

·

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·如果网络上存在尚未配置的IP地址的PLC模块,工具对话框将会显示该模块的MAC地址,且不断的被刷新;

·

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·双击MAC地址设备请求,弹出“NewEntry”对话框,在“IP Address”处填写IP地址,点击OK;

·

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·RSLinxClassic建立计算机与PLC连接

·配置以太网通讯驱动

·双击

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图标,打开软件,在RSLinx软件中配置通讯驱动程序,从 “Communications”(通讯)下拉菜单中选择“ConfigureDrivers”(配置驱动程序),将出现“ConfigureDrivers”对话框(在添加新驱动程序之前,确认满足以下条件:工作站正确配置工作站的IP地址和其他网络参数,正确连接到EtherNet/IP网络);

·

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·从“AvailableDriverTypes”(可用的驱动程序类型)下拉菜单中选择“EtherNet/IP Driver”(EtherNet/IP驱动程序)或者“Ethernetdevices”(以太网设备),然后点击“AddNew…”(新加);

·

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·将显示“ AddNewRSLinxClassicDriver”(添加新RSLinxClassic驱动程序)对话框;可以修改新的驱动程序名称,此例子接受缺省名字(AB_ETHIP-2)然后单击OK;

·

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·新的驱动程序AB ETHIP - 2 A-B EthernetRUNNING在ConfiguredDrivers列表里,如下图,点击Close;

·

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·点击Communication下拉菜单的RSWho或者点击RSWho图标

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,弹出RSWho对话框,显示控制网络的树状浏览画面,双击AB_ETHIP-2,Ethetnet验证刚才配置的AB_ETHIP驱动能否与Logix控制器或者网关设备进行通讯;(如果有设备的通讯状态出错,例如一个被认可的设备被拔掉,设备显示带红色X,表明RSWho原先认可,但现在无法找到);

·

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·可使用RSLinx软件(或者Studio5000)修改通讯模块的IP地址,右击EtherNet/IP模块,选择ModuleConfiguration(模块配置)

·

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·单击PortConfiguration(串口配置)选项卡,修改完成后点击确认;

·

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五、系统测试与优化

o下载完成后,观察 AB PLC 与网关连接状态,正常时网关 OK 灯亮。

o在 AB PLC 编程软件中编写读取温湿度数据程序,测试数据是否正确传输。若数据异常,检查网关和传感器的波特率、寄存器地址等参数是否匹配;排查网络连接是否存在干扰,如检查网线是否远离强电线路等。

六、总结

通过引入捷米特JM-EIP-RTU协议转换网关模块,不仅成功解决了 EtherNet/IP 与 Modbus RTU 协议不兼容的难题,还大幅提升了系统的稳定性与数据传输效率。这一方案的成功应用,为工业自动化场景中不同协议设备的互联互通提供了可靠范例。随着工业 4.0 的推进,各类设备的通信需求愈发复杂多样,捷米特网关模块凭借其强大的协议转换能力,有望在更多领域得到广泛应用,助力企业实现更高效、智能的生产运营,推动整个工业自动化产业迈向新的发展高度。

审核编辑 黄宇

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