流量计通过网关进行交换数据应用案例

 一、概述

本文主要介绍使用HI-TOP网关 HT3S-EIS-MDN在汇川H5U-A8 PLC和七星华创CS310流量计之间进行数据交换。

解决的问题：汇川H5U-A8如何通过HT3S-EIS-MDN网关采集七星华创CS310流量计数据到上位机EtherNet/IP网络平台。

解决方法：使用HI-TOP网关型号: HT3S-EIS-MDN。汇川H5U-A8支持EtherNet/IP协议，七星华创CS310流量计支持Modbus RTU协议，而HI-TOP网关 HT3S-EIS-MDN可以在EtherNet/IP网络和Modbus RTU网络之间传送数据。以下为测试环境：

图1

二、七星华创CS310流量计

2.1 参数表

七星华创CS310流量计支持Modbus RTU协议，在其手册中可以看到它参数对应的Modbus RTU地址表如下：

图2

图3

2.2 通信参数设定

七星华创CS310流量计Modbus RTU默认接口参数如下：

§ ID 32

§ 波特率19200

§ 数据位： 8

§ 停止位 1

§ 校验位 无校验位

通过七星华创CS310流量计软件Digital  MFC  Tools读取通讯参数。

图4

三、网关的配置

3.1 HT3S-EIS-MDN网关介绍

HT3S-EIS-MDN是一款 EtherNet/IP从站功能的通讯网关。该产品主要功能是将各种 Modbus RTU设备接入到 EtherNet/IP网络中。本网关连接到 EtherNet/IP总线中作为从站使用，连接到 Modbus RTU总线中作为主站或从站使用。

图5

下面来介绍HT3S-EIS-MDN的配置，网关所有的配置都是使用GW Modbus Builder这款软件来进行。

3.2配置网关EtherNet/IP网口的地址

使用GW Modbus Builder连接到HT3S-EIS-MDN网关的P1口，并将拨码第8位拨到ON，如下图所示。此时网关P1口地址为：192.168.1.100。

图6

选择菜单“设置 -> 通信设置 -> 以太网设置”：

图7

在弹出的窗口中选择本机电脑网卡即本机IP地址，连接网关P1口，并输入网关即设备IP地址（这里是192.168.1.100），点击确认按钮。注意，计算机网卡地址和网关地址要在同一网段。

图8

然后选择“工具->在线”菜单：

图9

在协议选择框中选择“Ethernet/IP配置”，点击确认按钮。

图10

在弹出的界面选择“连接从站”，点击“读取配置”会显示网关当前的IP，根据需求更改IP,更改完IP后，点击“写入配置”，写入成功会弹出写入OK。如下图：

图11

3.3配置要读取的Modbus存储器

使用GW Modbus Builder连接到HT3S-EIS-MDN网关的LAN口，如下图所示。网关P3口，地址为：192.168.1.201。

图12

然后分别双击右侧的“Modbus Master”和“Modbus Slave”添加Modbus主站（客户端）和Modbus从站（服务器），如下图所示：

图13

双击“Modbus Slave”配置要读写的寄存器，本文中要读取的流量计的以下数据：

图14

因此要读取的数据范围包括以下保持寄存器：

§  0-10

要进行写操作的寄存器包括：

图15

需要注意的是，七星华创CS310流量计使用06功能码的写操作。

因此，网关的“Modbus Slave”要读写的寄存器的配置如下图所示：

图16

其中序号1为读操作，2-8为写操作。

双击“Modbus Master”，然后点击“地址映射表”，查看所有地址寄存器。这里除了从站的寄存器之外，还有一个状态字和控制字，因此，输入有14个字，输出有8个字。如下图所示：

图17

选择菜单“设置 -> 通信设置 -> 以太网设置”：

图18

在弹出的窗口中选择本机网卡的IP地址，连接网关LAN口,并输入网关即设备IP地址，点击确认按钮。

图19

点击“下载”按钮，写入配置。

图20

下载过程会有进度条提示，进度条到100%代表下载成功，如下图所示：

图21

四、汇川H5U-A8 PLC配置

1、新建项目后，导入网关的eds文件并重启界面，

图22

选择并导入HT3S-EIS-MDN的EDS文件，导入成功后重启。

图23

2、在左侧系统树中右键选择“EtherNet/IP”，在弹出菜单中选择“自动扫描”：

图24

在弹出的界面选择“开始扫描”。相应提示如下图：

图25

将扫描到的设备更新到总线，如下图所示：

图26

3、对加载到总线上的网关进行编辑，双击打开界面，找到“连接”并进行配置字节长度，如下图所示：

图27

配置完字节数后，点击确定，并下载到PLC。

图28

五、运行结果

5.1 运行步骤

1. 网关的拨码开关第8位为OFF（运行模式），第1位和第2位为ON（网关作为Modbus的客户端运行）。

2. 连接网关P1口到汇川的EtherNet/IP网口,网关的P2连接到电脑网口。通讯线使用5口接线柱连接，网关6PIN端子的A+连接到接线柱的T/R+端口，网关6PIN端子的B-口到接线柱的T/R-端口，如图：

图29

3. 启动PLC。

4. 在 PLC 中为网关的控制字写1后启动网关的数据交换(如果在GW软件中设置了网关自动启动，可以不做这一步的操作)。如果网关工作正常，状态字将会在0和1之间变化，代表收发数据。

5. 网关的地址映射表，根据映射表来对应每个字节的含义如图：

图30

6.网关正常运行时各指示灯如下图所示，EtherNet/IP的OK灯亮， Modbus RTU的TX和RX灯闪烁。如下图所示：

图31

5.2 参数的读取

PLC编程软件Autoshop切换到监控器模式，正常运行的网关在这里显示绿色的圆点，如下图所示：

图32

打开“EtherNet/IP的I/O映射”，可以监控输入输出区的数值，十六进制数据格式如下图所示：

图33

需要注意的是， PLC读到的数据要交换高低字节后才是正确的数据。这需要在PLC编写程序进行转换，或者网关拨码第7位拨到ON的位置（自动交换高低字节）。

十进制格式：

图34

六、HT3S-EIS-MDN网关应用优势

- 提高了MODBUS RTU设备接入的兼容性：支持多个MODBUS RTU设备接入到EtherNet/IP的工业以太网协议网络。

- 增强了生产线的扩展性：未来增加新设备时，无需担心通讯协议的限制。

- 降低了维护成本：统一的通讯方案简化了维护工作，减少了潜在的故障点。

七星华创CS310流量计应用HT3S-EIS-MDN网关的MODBUS RTU与EtherNet/IP协议转换通讯方案为不同协议的自动化升级提供了有效的解决方案。该方案不仅提高了生产线的兼容性和扩展性，还保证了通讯的实时性和稳定性，为自动化项目的应用提供了强有力的支持。