一、應(yīng)用背景

現(xiàn)代倉儲行業(yè)追求高度自動化，以提高存儲和物流效率。在這樣的環(huán)境中，自動化立體倉庫、自動導(dǎo)引車（AGV）系統(tǒng)、智能分揀設(shè)備等大量應(yīng)用。這些設(shè)備往往由不同廠商提供，所采用的通信協(xié)議各不相同。ROFINET和CANopen作為工業(yè)自動化領(lǐng)域廣泛使用的兩種通信協(xié)議，各自具有獨特的優(yōu)勢。ROFINET以其高速、實時的通信能力，在構(gòu)建大型自動化系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用；CANopen則因其可靠性和靈活性，在連接分布式設(shè)備方面表現(xiàn)出色。然而，當(dāng)需要將支持ROFINET協(xié)議的主站設(shè)備與支持CANopen協(xié)議的主站設(shè)備集成到一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng)中時，協(xié)議轉(zhuǎn)換成為必要。

二、選用設(shè)備

1.ROFINET協(xié)議主站PLC

1.西門子S7-1500系列：作為工業(yè)自動化領(lǐng)域的領(lǐng)軍產(chǎn)品，西門子S7-1500系列PLC具備強大的運算能力和豐富的通信接口。其支持ROFINET通信，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，適用于復(fù)雜的自動化倉儲系統(tǒng)的中央控制。例如，S7-1516型號，具有高性能的CPU，可快速處理大量的倉儲設(shè)備數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)的高效運行。

2.三菱MELSECiQ-R系列：三菱的iQ-R系列PLC同樣在工業(yè)界享有盛譽。通過RJ71PN92模塊，該系列PLC可輕松接入ROFINET網(wǎng)絡(luò)。以R04CPU搭配RJ71PN92模塊為例，其在ROFINET網(wǎng)絡(luò)中能夠穩(wěn)定地與其他設(shè)備進行通信，為倉儲系統(tǒng)提供穩(wěn)定的控制核心。

2.CANopen協(xié)議主站PLC

1.臺達AS系列：專為多軸復(fù)雜控制的自動化設(shè)備設(shè)計，臺達AS系列PLC全系列支持CANopen等主流工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。例如，其最大可支持20兆存儲、1024點I/O以及32個擴展模塊，能夠靈活適應(yīng)倉儲系統(tǒng)中各種設(shè)備的連接需求，實現(xiàn)對CANopen從站設(shè)備的有效控制。

2.零點國產(chǎn)中型流程控制PLCC4374：符合IEC61131-3標(biāo)準，采用CPU和IO分體式設(shè)計，支持CANopen協(xié)議。該PLC可掛載32個IO模塊，能根據(jù)倉儲現(xiàn)場的實際需求進行自由組合，為倉儲自動化提供了經(jīng)濟且實用的CANopen主站解決方案。

3.協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)：遠創(chuàng)智控智控YC-PN-COP網(wǎng)關(guān)模塊，這是一款自主研發(fā)的工業(yè)級ROFINET從轉(zhuǎn)CANopen主通訊網(wǎng)關(guān)。它允許將ROFINET主站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與CANopen從站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接起來，實現(xiàn)不同工業(yè)通信協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換。該網(wǎng)關(guān)在ROFINET一側(cè)作為從站，具有2個RJ45以太網(wǎng)接口，支持100BASE-TX，MDI/MDIX自檢測，集成以太網(wǎng)交換機，可組成鏈式網(wǎng)絡(luò)并支持環(huán)網(wǎng)冗余；在CANopen一側(cè)作為主站，標(biāo)準CAN2.0A接口符合CANOPENCiA401標(biāo)準，波特率支持多種可選設(shè)置，通訊參數(shù)可在GWConfigBuilder軟件中由用戶靈活設(shè)定。

三、應(yīng)用過程

1.硬件連接

1.將西門子S7-1500或三菱MELSECiQ-R系列等ROFINET主站PLC的以太網(wǎng)接口通過網(wǎng)線連接到PROFINET轉(zhuǎn)CANopen網(wǎng)關(guān)的ROFINET接口。確保網(wǎng)絡(luò)連接穩(wěn)定，網(wǎng)線符合工業(yè)標(biāo)準。

2.把臺達AS系列或零點C4374等CANopen主站PLC的CANopen接口通過CAN總線與PROFINET轉(zhuǎn)CANopen網(wǎng)關(guān)的CANopen接口相連。連接時需注意CAN總線的極性，確保正確連接，同時根據(jù)需要，可在CAN總線終端接入120歐姆電阻（網(wǎng)關(guān)已內(nèi)置相關(guān)短接設(shè)置方式），以保證信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

2.參數(shù)配置

ROFINET側(cè)配置：在西門子TIAPortal軟件（針對西門子PLC）或三菱GXWorks3軟件（針對三菱PLC）中進行編程和配置。添加PROFINET轉(zhuǎn)CANopen網(wǎng)關(guān)的GSD文件，設(shè)置網(wǎng)關(guān)在ROFINET網(wǎng)絡(luò)中的IP地址和設(shè)備名稱，確保與整個ROFINET網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃一致。同時，根據(jù)實際需求設(shè)定輸入輸出數(shù)據(jù)的映射關(guān)系。例如，在西門子TIAPortal中，根據(jù)倉儲系統(tǒng)的控制邏輯，將來自CANopen設(shè)備的數(shù)據(jù)映射到PLC的相應(yīng)數(shù)據(jù)塊中，以便進行后續(xù)的處理和控制。

CANopen側(cè)配置：使用GWConfigBuilder軟件對PROFINET轉(zhuǎn)CANopen網(wǎng)關(guān)模塊的CANopen側(cè)進行配置。設(shè)置CANopen的波特率、節(jié)點ID等參數(shù)，使其與CANopen主站PLC以及所連接的CANopen從站設(shè)備相匹配。例如，如果臺達AS系列PLC作為CANopen主站，其已設(shè)定的CANopen波特率為500K，那么在網(wǎng)關(guān)配置中也需將CANopen波特率設(shè)置為500K。同時，進行數(shù)據(jù)映射，將ROFINET主站PLC需要獲取或控制的CANopen設(shè)備數(shù)據(jù)準確映射到相應(yīng)的通道。每個PDO（過程數(shù)據(jù)對象）可添加8個字節(jié)的參數(shù)，若超過則該PDO數(shù)據(jù)不會被傳輸并報錯，需合理規(guī)劃數(shù)據(jù)映射。

3.系統(tǒng)調(diào)試與運行

完成硬件連接和參數(shù)配置后，進行系統(tǒng)調(diào)試。首先，檢查網(wǎng)關(guān)和各PLC的指示燈狀態(tài)，確保設(shè)備正常通電且網(wǎng)絡(luò)連接正常。例如，PROFINET轉(zhuǎn)CANopen網(wǎng)關(guān)的PN燈亮表示其與ROFINET主站PLC之間已建立連接。

通過PLC的編程軟件，對倉儲系統(tǒng)的控制邏輯進行測試。例如，發(fā)送指令讓AGV在倉庫中運行，觀察其是否能按照預(yù)定的路徑行駛，同時監(jiān)測從CANopen設(shè)備反饋回來的數(shù)據(jù)，如AGV的位置、速度等信息，是否能準確傳輸?shù)絉OFINET主站PLC并在監(jiān)控界面上正確顯示。在調(diào)試過程中，若出現(xiàn)通信故障或數(shù)據(jù)傳輸錯誤，可通過軟件工具進行診斷，檢查參數(shù)設(shè)置是否正確、網(wǎng)絡(luò)連接是否穩(wěn)定等，及時排查問題并進行修復(fù)。

四、應(yīng)用效果

通過遠創(chuàng)智控PROFINET轉(zhuǎn)CANopen協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用，實現(xiàn)了ROFINET協(xié)議主站PLC與CANopen協(xié)議主站PLC的高效協(xié)同工作。在倉儲行業(yè)中，這一應(yīng)用帶來了顯著的效益。自動化倉儲系統(tǒng)的整體運行效率大幅提升，不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸更加穩(wěn)定、快速，減少了因通信不暢導(dǎo)致的設(shè)備故障和作業(yè)延誤。例如，AGV系統(tǒng)與自動化分揀設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)精準的配合，提高了貨物分揀和運輸?shù)臏蚀_性和效率。同時，該網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用增強了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性，便于在后續(xù)根據(jù)倉儲業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，輕松添加新的ROFINET或CANopen設(shè)備，進一步優(yōu)化倉儲自動化系統(tǒng)的功能。

綜上所述，遠創(chuàng)智控YC-PN-COP協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)在倉儲行業(yè)中，為連接不同協(xié)議的主流PLC設(shè)備提供了可靠、高效的解決方案，有力地推動了倉儲行業(yè)向智能化、自動化方向的發(fā)展。

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審核編輯 黃宇