基于PROFINET與CANopen協議轉換網關的西門子PLC與匯川變頻器通信架構設計方案

采用穩聯技術的PROFINETSlavetoCANopenMaster網關，能夠實現西門子可編程邏輯控制器（PLC）與匯川變頻器之間的協議轉換及數據交互。具體解決方案如下：

方案概述

核心問題：西門子S71500PLC支持PROFINET協議，匯川變頻器支持CANopen協議，二者無法直接開展通信。

解決方案：通過北京驥遠自動化穩聯技術的網關模塊進行協議轉換，可實現PLC對變頻器的遠程控制，涵蓋啟停操作、頻率設定以及數字輸入（DI）信息讀取。

硬件與軟件配置

硬件組件

可編程邏輯控制器（PLC）：SIMATICS71500CPU（訂貨號：6ES75152AM010AB0，版本V2.5）。

網關：（PROFINETSlavetoCANopenMaster）。

變頻器：匯川通用型HVD100系列，配備MD38CAN2CANopen通訊選項卡（共計5臺）。

自動化任務概述

實現西門子S71500PLC與匯川變頻器的連接

軟件組件

1.PLC編程：采用TIAPortalV15軟件。

2.網關配置：運用CANopenConfigurationStudioV2.4.5.11軟件。

匯川變頻器參數配置步驟

1.CAN通訊參數設置

依據變頻器手冊對功能碼進行配置，設定通訊波特率以及NodeID（通過DIP撥碼開關加以調整）。

2.PDO映射表

RPDO（接收）：將PLC控制指令（例如啟停、頻率給定）進行映射。 

TPDO（發送）：映射變頻器運行狀態參數，包括但不限于設備運行模式、故障診斷代碼等關鍵狀態信息。

網關配置

連接與初始化

通過MiniUSB接口將設備連接至PC并接通電源。開啟CANopenConfigurationStudio軟件。

配置步驟

導入EDS文件

把MD38CAN2的EDS文件復制到軟件指定路徑（C:ProgramFiles(x86)CANopenConfigurationStudioDevicesEDS）。

新建工程

添加主設備（PLC）和從屬設備（變頻器），并設置波特率（該波特率需與變頻器的波特率保持一致）。

對從站節點地址進行配置（NodeID=1，此地址需與變頻器DIP撥碼設置保持一致）。

PDO參數配置：通過添加數據對象并設定偏移地址，確保過程數據對象（PDO）的映射關系滿足工業數據通信規范。

生成配置文檔：導出CDC文件并完成下載操作。

硬件連接：

將可編程邏輯控制器（PLC）、網關以及變頻器依據拓撲結構進行連接，保證物理鏈路處于正常運行狀態。

TIAPortal工程配置

設備網絡視圖

在TIAPortal中對PLC與其他設備的PROFINET連接進行配置，確保IP地址與設備名稱一一對應。

CANopen數據監聽

借助軟件對CANopen報文實施監控，以驗證數據交互是否處于正常狀態。

方案優勢

高效協議轉換：實現PROFINET與CANopen協議的無縫數據交互，顯著降低異構系統集成復雜度。

靈活控制：支持可編程邏輯控制器對變頻器的遠程操控，涵蓋運行狀態切換、輸出頻率調節及數字量輸入信號采集等功能。

穩定可靠：通過硬件撥碼與軟件配置雙重保障通信參數一致性，確保系統安全運行。結論：本方案通過穩聯技術網關模塊，以低成本、高效率的方式解決了西門子PLC與匯川變頻器的協議兼容問題，滿足工業自動化控制需求。