解析新能源領(lǐng)域運用Ethercat轉(zhuǎn)Profinet的實際案例

系統(tǒng)架構(gòu)：在太陽能光伏發(fā)電站中，采用Ethercat協(xié)議的倍福PLC用于對光伏板陣列的匯流箱、逆變器等設(shè)備進行分布式控制和數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測光伏板的輸出電流、電壓、溫度等參數(shù)以及逆變器的工作狀態(tài)。而采Profine協(xié)議的西門子PLC作為中央控制系統(tǒng)，負責(zé)對整個電站的運行進行集中監(jiān)控和管理，與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。捷米特JM-ECAT-PN網(wǎng)關(guān)用于連接倍福PLC和西門子PLC，實現(xiàn)兩種不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。

產(chǎn)品特點

? 應(yīng)用廣泛：應(yīng)用于支持PROFINET接口的變頻器、步進電機、伺服驅(qū)動器、儀表、PLC、DCS、FCS等等。

? 配置簡單：用戶不必了解PROFINET和EtherCAT細節(jié)，只需要參考手冊，根據(jù)要求就能配置網(wǎng)關(guān)，不需要復(fù)雜編程，即可在短時間內(nèi)實現(xiàn)連接功能。

技術(shù)指標

? ECAT-PN在EtherCAT一側(cè)為EtherCAT從站，在PROFINET一側(cè)作為PROFINET從站。

? EtherCAT側(cè)輸入輸出各式512字節(jié)

? 支持標準的PROFINET/IO協(xié)議

? PROFINET支持的最多16個槽位，支持最大的輸入字節(jié)數(shù)為1440字節(jié)，最大的輸出字節(jié)為1440字節(jié)，輸入輸出字節(jié)的長度由TIA Portal設(shè)定

? 供電：24VDC(±5％)，最大功率3.5W

? 工作環(huán)境溫度：-25～55℃，濕度≤95%

? 外形尺寸：34mm（寬）×110mm（高）×70mm（厚）

? 安裝方式：35mm導(dǎo)軌

? 防護等級：IP20

連接與配置：將捷米特JM-ECAT-PN網(wǎng)關(guān)的Ethercat端口與倍福PLC相連，作為Ethercat從站接收倍福PLC發(fā)送的關(guān)于光伏設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)的Profinet端口與西門子 PLC 連接，作為Profinet從站將數(shù)據(jù)傳輸給西門子PLC。在西門子PLC的Profinet配置軟件中添加網(wǎng)關(guān)設(shè)備，設(shè)置網(wǎng)關(guān)的IP地址、設(shè)備名稱等參數(shù)，并配置輸入輸出數(shù)據(jù)長度，以確定從倍福PLC接收的數(shù)據(jù)范圍和格式。在倍福PLC的Ethercat配置環(huán)境中，設(shè)置網(wǎng)關(guān)的Ethercat從站參數(shù)，如站地址等，使網(wǎng)關(guān)與倍福PLC建立通信連接。以下為具體配置方法：

首先導(dǎo)入XML文件

將捷米特JM-ECAT-PN模塊從站的XML文件復(fù)制粘貼至TwinCAT3安裝目錄（默認安裝路徑）：C:TwinCAT3.1ConfigIoEtherCAT；

配置ECAT-PN模塊

新建工程

打開安裝好的TC3軟件，在電腦右下角右鍵點擊TC3圖標，選擇“TwninCAT XAE(TcXaeShell)”

進入VS開發(fā)環(huán)境；

在TC3主菜單欄執(zhí)行“文件”-“新建（N）”-“項目（P）…”；

或者在Open界面下執(zhí)行“New TwinCAT Project…”

選擇TwinCAT Project，修改工程名稱，點擊“確定”；

之后顯示如下界面：

在TC3內(nèi)安裝EtherCAT主站網(wǎng)卡驅(qū)動，點擊主菜單欄“TwinCAT”下的“Show Realtime Ethernet Compatible Devices…”，選擇本機網(wǎng)卡，點擊“Install”；

若成功安裝網(wǎng)卡后顯示如下界面：

掃描從站設(shè)備

在上圖中“I/O”展開“Devices”的位置，點擊鼠標右鍵選擇“Scan”掃描連接的從站或者選中“Devices”后點擊掃描按鈕“

點擊“確定”按鈕，彈出“1 new I/O devices found”對話框，選擇所需要的Ethernet接口，點擊“OK”；

如下圖所示：

點擊“是（Y）”將掃描從站設(shè)備；

選擇是否進入“Activate Free Run”,點擊“否”；

正常掃描到如下設(shè)備：

以上就是通過捷米特JM-ECAT-PN網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)了光伏電站中不同協(xié)議PLC之間的數(shù)據(jù)交互，西門子PLC能夠?qū)崟r獲取光伏板和逆變器等設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)分析和處理，實現(xiàn)對電站的遠程監(jiān)控和管理。例如，當(dāng)檢測到某組光伏板的輸出功率異常時，可通過西門子PLC發(fā)出指令，由倍福PLC控制相應(yīng)的設(shè)備進行調(diào)整或報警，提高了光伏發(fā)電站的運行效率和可靠性，減少了人工巡檢的工作量和成本。

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審核編輯 黃宇