AB PLC與編碼器通過EthernetIP轉(zhuǎn)CAN通訊的完整應(yīng)用案例

一、項(xiàng)目背景與需求

某自動(dòng)化生產(chǎn)線需實(shí)現(xiàn)伺服軸的高精度位置檢測(cè)，采用 AB CompactLogix 5000 系列 PLC 作為主控設(shè)備，搭配 20 位絕對(duì)值編碼器（支持 CANopen 協(xié)議）。由于 PLC 原生支持 EthernetIP 協(xié)議，需通過Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN(JM-EIP-CAN)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，確保編碼器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入 PLC 控制系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

1.硬件配置

oPLC：AB CompactLogix L35E CPU，集成 EthernetIP 接口，支持 100Mbps 通訊速率。

o編碼器：海德漢 ERN 1387，20 位絕對(duì)值編碼器，CANopen 協(xié)議，通訊速率 1Mbps。

o網(wǎng)關(guān)：ProSoft MVI56E-MCM，Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關(guān)，支持 CANopen 主 / 從模式，支持熱插拔。

o線纜：CAN 總線采用屏蔽雙絞線，終端電阻 120Ω；EthernetIP 使用工業(yè)級(jí)網(wǎng)線。

2.技術(shù)參數(shù)

三、配置步驟詳解

1. 硬件連接與網(wǎng)關(guān)初始化

·將Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關(guān)插入 PLC 機(jī)架的擴(kuò)展槽，通過網(wǎng)線連接 PLC 的 EthernetIP 端口；

·編碼器 CAN_H/CAN_L 接入網(wǎng)關(guān) CAN 接口，終端電阻接入總線末端；

·網(wǎng)關(guān)電源接入 24V DC，通過 ProSoft Configuration Manager 軟件掃描設(shè)備，配置網(wǎng)關(guān) IP 地址（如 192.168.1.10）。

2. PLC 端 EthernetIP 配置

·在 AB Studio 中創(chuàng)建項(xiàng)目，添加 CompactLogix CPU，啟用 EthernetIP 接口；

·在 I/O Configuration 中添加Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備，配置設(shè)備名稱（如 “CAN_Gateway”）和通訊參數(shù)（超時(shí)時(shí)間 500ms，更新頻率 10ms）；

·建立輸入 / 輸出數(shù)據(jù)映射表，例如：

o編碼器位置數(shù)據(jù)映射至 PLC 標(biāo)簽 “Encoder_Position [0..3]”（4 字節(jié)浮點(diǎn)型）；

o編碼器狀態(tài)字映射至 “Encoder_Status”（1 字節(jié)）。

o

3. 網(wǎng)關(guān)端 CANopen 配置

·打開 ProSoft 網(wǎng)關(guān)配置工具，選擇 “CANopen 從站模式”，設(shè)置編碼器為從站節(jié)點(diǎn)（ID=10）；

·配置 CANopen 通訊參數(shù)：波特率 1Mbps，數(shù)據(jù)幀格式 8 位數(shù)據(jù) + 1 位停止位；

·定義 PDO（過程數(shù)據(jù)對(duì)象）映射：

oPDO1 映射編碼器位置值（索引 0x6064，長(zhǎng)度 32 位）至網(wǎng)關(guān)輸出緩沖區(qū)；

oPDO2 映射編碼器狀態(tài)（索引 0x6041，長(zhǎng)度 8 位）至網(wǎng)關(guān)輸出緩沖區(qū)。

3.編碼器參數(shù)設(shè)置

關(guān)于總線終端和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)： 470m 410m 640m 550m 480m 為了增強(qiáng) CAN 通訊的可靠性，CAN 總線網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端點(diǎn)通常要加入終端匹 配電阻，終端匹配電阻的大小由傳輸電纜的特性阻抗所決定。用戶應(yīng)在實(shí)際構(gòu)成 網(wǎng)絡(luò)中加以考慮。 網(wǎng)關(guān)已經(jīng)在產(chǎn)品內(nèi)置了 RT 為 120 歐姆電阻，用戶若需要將 CAN 的總線 終端接入網(wǎng)絡(luò)中，只需將 CANL 和 RL 短接，CANH 和 RH 短接。

·通過編碼器配置軟件（如海德漢 iTNC）設(shè)置 CANopen 節(jié)點(diǎn) ID=10，波特率 1Mbps；

·啟用循環(huán)同步模式（Cyclic Synchronous Position），更新周期 1ms；

·配置位置數(shù)據(jù)輸出格式為絕對(duì)值（工程單位 mm），映射至 PDO1。

使用 GW Modbus Bulider軟件配置 CAN 報(bào)文

（1） 使用網(wǎng)線將電腦與網(wǎng)關(guān)相應(yīng)的網(wǎng)口連接。

（2） 將撥碼的第 8 位撥到 ON，此時(shí)網(wǎng)關(guān)處于配置狀態(tài)，然后給網(wǎng)關(guān)供電。

（3） 網(wǎng)關(guān)處于配置狀態(tài)時(shí)，此時(shí)網(wǎng)口使用 192.168.1.201 的 IP 地址，應(yīng)使電

腦的 IP 網(wǎng)段設(shè)置于 192.168.1.xxx 。

（4） 打開 GW Config 軟件，首先設(shè)置軟件使用的 IP 地址，點(diǎn)擊菜單欄“設(shè)

置— —通訊設(shè)置——以太網(wǎng)設(shè)置”，如下圖，電腦的 IP 是

192.168.1.111。（設(shè)備 IP 地址和配置模塊地址不需要設(shè)置）

配置網(wǎng)關(guān)的 ETHERNET/IP 地址

（1） 使用網(wǎng)線將電腦與網(wǎng)關(guān)相應(yīng)的網(wǎng)口連接。

（2） 將撥碼的第 8 位撥到 ON，此時(shí)網(wǎng)關(guān)處于配置狀態(tài)，然后給網(wǎng)關(guān)供電。

（3） 網(wǎng)關(guān)處于配置狀態(tài)時(shí)，此時(shí)網(wǎng)口使用 192.168.1.201 的 IP 地址，應(yīng)使電

腦的 IP 網(wǎng)段設(shè)置于 192.168.1.xxx 。

（4） 打開 GW Modbus Bulider 軟件，首先設(shè)置軟件使用的 IP 地址，點(diǎn)擊菜單

欄“設(shè)置— —通訊設(shè)置——以太網(wǎng)設(shè)置”，如下圖，電腦的 IP 是

192.168.1.222。（設(shè)備 IP 地址和配置模塊地址不需要設(shè)置）

應(yīng)用效果與拓展

該方案通過特米特Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關(guān)模塊（JM-EIP-CAN）實(shí)現(xiàn)了 AB PLC 與 CANopen 編碼器的無縫通訊，解決了不同協(xié)議間的兼容性問題。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸延遲≤15ms，適用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人分揀等高精度場(chǎng)景。若需擴(kuò)展，可通過同一網(wǎng)關(guān)接入多臺(tái) CANopen 設(shè)備（如伺服驅(qū)動(dòng)器），進(jìn)一步簡(jiǎn)化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

總結(jié)：捷米Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關(guān)模塊技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議轉(zhuǎn)換中具有高兼容性與實(shí)時(shí)性，通過合理的硬件選型與參數(shù)配置，可高效實(shí)現(xiàn) AB PLC 與編碼器等設(shè)備的跨協(xié)議通訊，為復(fù)雜產(chǎn)線的集成提供可靠解決方案。

審核編輯 黃宇