SIEMENS/西门子6ES7212-1HE40-0XB0
工业自动化的快速发展，网络化概念与自动化的完美结合，使得远程控制、工程联网变得更加简便，现场总线作为网络总线在工程中更有其优势所在，实时性得以提高、可靠性增强、现场布线更加简单，越来越多的工程项目使用现场总线实现远程监控与联网。当今现场总线技术极大发展，现场总线协议种类也是非常之多，而CANopen作为现场总线家族的一员，以其自身的优势，得到了众多自动化厂商的支持。德国赫优讯作为工业通讯领域的专家，产品覆盖所有主流现场总线和实时以太网，针对CANopen总线协议，赫优讯产品也是非常丰富，其中在工程上应用比较广泛的产品NT30-COS-RS，可实现串口设备与CANopen设备的直接互连，本文在具体分析NT30-COS-RS的技术特点后，详细阐述如何实现与施耐德Twido系列PLC的通讯。
2德国赫优讯NT30-COS-RS特点
德国赫优讯netTAP网关家族可实现串口（RS232/RS422/RS485）与现场总线（CANopen、Profibus、DeviceNet等）或以太网（TCP/IP、Ethernet/IP、ModbusTCP等）之间的协议转换，利用赫优讯配置软件SyCon.net进行简单配置即可使用。NT30-COS-RS作为netTAP成员之一，功能为实现Modbus RTU串口设备与CANopen设备的互连，利用输入输出过程映像区进行数据交换，通过软件可将串口端配置为Modbus主站或从站，应用非常方便。NT30-COS-RS中过程映像区大小为256 Words IO，也就是说串口端可同时接受256 Words IO数据的传输，通过共享内存透传的方式发送至CANopen主站设备，因此多个Modbus RTU串口设备，只需要一个NT30-COS-RS即可，硬件图如图1所示。
图1. netTAP 硬件图
3 通讯系统的构成
系统硬件结构图如图2所示，施耐德公司CANopen主站模块TWDNCO1M作为CANopen总线主站节点， Node ID设为1，赫优讯NT30-COS-RS网关作为CANopen总线中一个从站节点，Node ID设为3，施耐德 Twido系列PLC型号为TWDLMDA20DRT， Modbus RTU串口设备品牌不限。
图2. CANopen通讯硬件结构图
4 通讯系统的实现
实现不同厂商设备的互连，是通讯系统引用网络化概念，实现产品标准化的一个*大优势，这也使得工程应用变得更加灵活，方案选择余地更大，而不同厂商设备互连的前提是：各厂商所生产的产品必须严格遵循标准，且提供统一的产品描述文件，如CANopen的EDS文件，Profibus的GSD文件等。通过这些产品描述文件，即可实现网络的组态与参数配置，这也是联网工程中实现通讯功能至关重要的一步。
4.1 硬件组态
一般情况下，各厂商会提供针对自家CANopen主站的网络组态工具（未来如果各厂商设备基于FDT/DTM技术，可实现网络工具的互换），如施耐德的Twidosoft，内部集成了Twido系列PLC的硬件组态模块。以下以Twidosoft3.5版本为例，利用施耐德 USB硬件配置电缆，详细介绍如何实现施耐德的CANopen主站和德国赫优讯CANopen从站NT30-COS-RS的网络组态。这也是实现通讯功能、书写控制程序的前提。
在安装完Twidosoft3.5软件和USB驱动程序后，打开Twidosoft在file—preferences中选择USB连接方式，新建工程项目，选择PLC型号（本文使用TWDLMDA20DRT型号），在硬件组态中的扩展总线中右键添加模块，添加TWDNCO1M模块（施耐德 CANopen模块），可同时添加多个模块，右键进入配置界面，对网络从站信息进行加载与参数配置。如图3所示。
图3. CANopen配置界面
通过 import按钮，添加从站EDS文件，德国赫优讯NT30-COS-RS的EDS名为“Nt30cos.eds”，可通过多种途径获得，如赫优讯网站、netTAP光盘或咨询赫优讯上海办，EDS信息加载后，选中NT30-COS-RS，左下角会显示产品的基本信息。此时即可以双击添加从站，可添加多个从站，根据施耐德 CANopen主站模块信息，*多不超过16个接受PDO和16个发送PDO，如果每个从站设备的PDO数量不同，则连接的从站数量也将随之变化。从站地址可根据从站的实际地址进行对应，通过 上下键进行地址的选择，赫优讯NT30-COS-RS的从站地址通过拨码开关设定（一般从站地址的设定方式有两种：一种通过硬件设定，一种是通过软件设定），设定从站地址为3。另外需要对主站监控从站状态的方式进行设定，可选方式有：保护时间、心跳或不设定，本例中选择保护时间。
在CANopen网络设定中，除了设定从站地址来区分各个从站节点外，还有一个至关重要的参数设定，那就是波特率的设定，CANopen主站与从站进行数据交换之前，需要对波特率的信息进行检查，如果波特率不同，将无法进行通讯连接，波特率必须严格一致。波特率可选项很多，本例选择250kbs波特率，主站波特率在图3的右下方设定，NT30-COS-RS从站通过赫优讯SyCon.net软件进行设定。
在CANopen从站加载完成，从站地址和波特率关键通讯参数设定完成后，需要对CANopen从站数据PDO、SDO进行映射和连接。即图3所示的Mapping和bbbb内容，另外，为了简便PLC编程，通过形参来代替实参，使程序具有更好的可读性，可在Symbol选项中进行PDO形参的命名。
4.2 软件实现
赫优讯netTAP网关使用非常灵活，通过赫优讯SyCon.net软件可下载不同的firmware，实现不同的协议转换。同时NT30-COS-RS可通过软件配置串口为Modbus RTU主站或从站，设定所连接串口设备的各项参数、IO信息等。以下详细阐述NT30-COS-RS的参数配置过程，NT30-COS-RS配置工具为SyCon.net，可免费在赫优讯网上下载、光盘随带或联系赫优讯上海办。
图4. SyCon.net操作界面
如图4所示，新建项目后，选择你所使用的netTAP型号，本例中型号为NT30-COS-RSI4。左键拖放到左侧绿色线上，双击后即可对参数进行配置。
图5. NT30-COS-RS参数配置界面
如图5所示，首先需要在Device选项下，加载firmware固件，在Device Assignment中选择不同的驱动方式连接至NT30-COS-RS。建立连接后方可下载需要的firmware，而后对参数进行配置，MODBUS目录下是串口信息的基本配置，*重要的选项是Modbus主从选项，BUS_COS目录下是CANopen波特率的设定，必须与上述施耐德 CANopen主站波特率的设置一致，同样选择250kbs。如果选择Modbus作为主站，则COMMAND目录下参数就非常重要，在这里可设定所连接的Modbus从站的IO数据信息，所连接的从站地址信息等，*多可支持256 Words IO数据的设置，具体见参考[5]。本案中NT30-COS-RS在串口端作为Modbus从站，故无需修改太多参数，直接右键连接设备下载即可。
4.3 软件测试
以下通过简单的测试，检测CANopen主站是否与NT30-COS-RS从站建立连接。在施耐德 CANopen模块参考手册[1]中可知，Twido系列PLC中有特定的系统位%SW20-%SW27可检测CANopen扩展模块所连接CANopen从站的通讯连接状态。通过此状态位的值即可查看是否与NT30-COS-RS CANopen从站通讯成功。本例中所连接的从站NT30-COS-RS的地址为3，故通过读取%SW21的数据即可。
图6. Twidosoft梯形图程序
在Twidosoft中通过梯形图编程语言编写PLC程序如图6所示，读取%SW20和%SW21系统位检测从站通讯状态。通过梯形图编程语言编写好程序后，连接PLC，下载程序，进入运行状态，通过运行 动画按钮，可获取%SW20和%SW21系统位的值分别为0和2，对比施耐德软件操作手册[1]中的系统位解析，可知从站1、2无连接模块，从站3连接从站状态无错误，运行状态良好。也说明了施耐德 CANopen主站模块与赫优讯netTAP系列NT30-COS-RS CANopen从站模块通讯成功。
5总结
本文使用赫优讯netTAP网关系列中的NT30-COS-RS CANopen从站与串口协议转换模块，和施耐德 Twido 系列PLC加CANopen主站模块，利用Twidosoft软件对网络通讯进行参数配置，利用赫优讯SyCon.net软件对NT30-COS-RS网关进行参数配置，并借助于梯形图编程语言编写Twido PLC的测试程序，测试通讯状态，测试结果说明通讯状态良好。实现了赫优讯NT30-COS-RS CANopen从站模块与施耐德 CANopen主站模块的通讯。希望对工程联网项目有所帮助，同时赫优讯netTAP网关系列也是非常丰富，希望能给工程应用人员带来方便，解决工程中远程监控和联网的难题。
