以太网控制器

以太网控制器 信捷科技电子有限公司 PC06 20080201 3.0 资料编号 目 录 1、简 介...................................................................................................................................................... 1 1-1. 概 述................................................................................................................................................ 1 1-2. 兼容 性............................................................................................................................................ 1 1-3. 性能特 点........................................................................................................................................ 1 1-4. 应用功能及适用领 域.................................................................................................................... 1 2、接口与显 示.......................................................................................................................................... 3 2-1. 串行 口............................................................................................................................................ 3 2-2. 网络接 口........................................................................................................................................ 4 2-3. 电 源................................................................................................................................................ 4 2-4. 外形尺寸及安 装............................................................................................................................ 4 2-4. 拨码开 关........................................................................................................................................ 5 2-5. LED显 示......................................................................................................................................... 6 3、使用步 骤.............................................................................................................................................. 7 3-1. 硬件设置及连 接............................................................................................................................ 7 3-2. 软件参数设 置................................................................................................................................ 7 4、应用举 例............................................................................................................................................ 12 1 1、简介 1-1. 概述 T-BOX作为一种工业以太网模块，支持Modbus-RTU串口设备，运用于工业以太网 控制系统。其中，工业以太网(Industrial Ethernet)按照国际IEEE802.3，用于工业单元 网络。因此，通过自动化设备与T-BOX的连接，将自动化系统构成了工业环境下的以太网控 制系统，从而打破了传统工业自动化“孤岛”状态，并且具有更高的通讯性能，使广泛范围 的开放式网络的实现成为可能。 目前，T-BOX只支持局域网内工业以太网络单元，广域网络单元(即远程登陆功能)正 在开发中。 1-2. 兼容性 整个工业以太网控制系统包括:T-BOX，连入网络单元的PC，信捷XC系列PLC及其上 位机软件XCP pro(支持V3.0g版本)，TP系列工业触摸屏或者OP系列文本显示器，网络连 接设备(集线器，路由器，交换机等)，双绞电缆或屏蔽同轴电缆等传输数据线。 1-3. 性能特点 ? 实现灵活的分布式自动化结构，简化系统管理。 ? 通过RJ45标准接口进行以太网访问，基于标准TCP/IP进行通讯。 ? 通过工业以太网，实现系统远程编程，监控和诊断，以节省时间和经费。 ? 通过以太网存储和操纵数据信息，为简化过程数据的处理和归档打下基础。 ? 可使以太网与自动化控制设备互相通讯，使得这些设备可用于复杂的系统中。 ? 高性价比并以简单形式将以太网连接到所有自动化的设备和层次。 ? 易于维护，支持简单的用户友好诊断功能。 1-4. 应用功能及适用领域 在技术上，工业以太网是基于屏蔽同轴电缆，双绞电缆而建立的电气网络，或基于光纤 电缆的光网络，它与IEEE802.3标准兼容，使用ISO和TCP/IP通讯协议。作为Modbus/RTU协 议的扩展——Modbus/TCP协议，定义了运用于TCP/IP网络的传输与应用协议，具有更高的 灵活性和适用的广泛性。因此，T-BOX作为工业以太网接入设备，突破了区域化限制，为各 种控制设备提供了可靠的控制和整体解决，满足了企业对自动控制的网络化需求。 因此，基于T-BOX的工业以太网单元具有以下应用: ? IP设备的PLC程序远程集中式维护，诊断 ? IP设备的PLC程序远程集中式监控 ? 传统Modbus通讯为一主多从形式，速度较慢，通过T-BOX连接，对于多站点大型设备系 统而言，可实现主控PLC和各分站PLC的数据交换功能。 2 例如在下图所示系统中，T-BOX支持Modbus/RTU串口设备接入以太网，将其构成了一 个有效的工业控制网络，实现了多主多从的控制系统，从而使控制设备能够运用于更复杂环 境及更高要求的工业控制系统中。 3 2、接口与显示 2-1. 串行口 T-BOX串口通讯接口为:RS-232 接口、RS-485接口(端子 A、端子 B) (1)RS-232 为 9 针孔，端子如下图所示: T-BOX与 HMI连接示意图: T-BOX 侧 HMI 侧 XC 系列 PLC 与 T-BOX连接电缆接线图: XC-PLC 侧 T-BOX侧 3 45 1 2 6 8 7 15 9 6 (2)当采用 RS-485 通讯时，A 端为“+”信号，B 端为“—”信号，使用时，只需将 A、B 端子与 PLC 的 A、B 端子对接即可。 注意:RS-232 通讯口与 RS-485 通讯口不可同时使用。 T-BOX串口侧连接设备依据其工作模式不同而稍加区别: Master模式:串口侧只能挂一个 Modbus 主设备，可以挂多个不同站号的 Modbus 从设备 Slave 模式:串口侧只能连接 Modbus从设备，数量不限。 2 RXD 3 TXD 5 GND 2 3 5 2 3 5 4 2-2. 网络接口 RJ45 标准座 以太网 RJ45 定义 脚号 接线颜色 信号定义 方向 S1 橙白 TXD+ 输出 S2 橙 TXD- 输出 S3 绿白 RXD+ 输入 S4 蓝 - - S5 蓝白 - - S6 绿 RXD- 输入 S7 棕白 - - S8 棕 - - 2-3. 电源 输入电源:24 V直流( 端子台 24V+ 、GND )，其允许范围为 DC21.6V~DC26.4V。 2-4. 外形尺寸及安装 外形尺寸为 63mm×102mm×73.3mm(宽×高×深) 安装时，用 M3 螺丝固定或直接安装在 DIN46277(宽 35mm)的导轨上。 注意: 1. 进行螺丝孔加工和配线工程时，请不要让切屑、电线屑落入模块内部。 2. 在连线前，请再次确认模块和连接设备的规格，确保没有问题。 5 3. 在进行连线时，请注意连线是否牢固，连线脱落会造成数据不正确、短路等故 障。安装、配线等作业，必须在切断全部电源后进行。 2-4. 拨码开关 T-BOX具有四个拨码开关，如下图所示: ON OFF 按钮编号 状态 功能 ON SLAVE 模式 S1 OFF MASTER 模式 ON 关闭定时登陆 S2 OFF 定时登陆状态 ON IP地址设置 S3 OFF 使用固定 IP地址( 192.168.0.111 ) ON 关闭 DHCP分配 S4 OFF 使用 DHCP分配 其中，T-BOX 的 IP 设置有 3 种形式:A-使用固定 IP、B-使用 DHCP 分配、C -使用用 户设定的地址，可根据用户需求通过拨码开关来设置。 值得注意的是，这三种设置状态的优先级为:A > B > C，也就是说，当这三种设置状 态有两种同时有效时，以此顺序定义优先级。 A:使用固定 IP 地址 ( 拨码开关 S3 OFF，S4任意) 使用:在不知道 T-BOX的 IP地址情况下或者初次使用时，可用固定 IP来重新对 TBOX 配置。 IP地址:192.168.0.111 子网掩码:255.255.255.0 默认网关:192.168.0.1 首选 DNS:192.168.0.1 B:使用 DHCP 分配(拨码开关 S3 ON，S4 OFF) 使用 DHCP分配时与 PC 中 IP地址设置中的自动分配地址差不多。 必要条件:网络中必须存在 DHCP服务器。 建议:在有条件时，最好不要用。 C :使用用户设定的地址( 拨码开关 S3 ON，S4 OFF) IP地址、子网掩码、默认网关、首选 DNS(一般同‘默认网关’) 1 2 3 4 6 2-5. LED显示 LED 指示 作用 ERROR 故障诊断 常亮表示接受到的串口数据 CRC 校验出错 (在下一串数据正常后关闭) IP IP 地址检测 常亮表示 IP地址有冲突 PWR 电源指示 通电常亮 LINK 以太网连接 常亮表示网络连接正常 ACT 以太数据收 闪烁表示有数据收到 COM 串口指示 闪烁表示有连接 7 3、使用步骤 对于工业以太网控制系统而言，要将目标设备接入工业以太网中，首先要对相应连接的 T-BOX进行参数设置，具体步骤如下: 3-1. 硬件设置及连接 A 根据用户需求，设置拨码开关状态(详细参见接口与显示部分的拨码开关说明部分)。 B 确认 T-BOX已连入以太网中，上电。 值得注意的是:初次使用时，为使网络能够识别 T-BOX，拨位开关 S3处于 OFF 状态， 使其为固定 IP地址状态( 192.168.0.111 )，并依次连入以太网中进行设置。 C 确定上位机已连入网络中。 3-2. 软件参数设置 A 打开上位机软件 XCPpro，双击“通讯方式”。 B 出现“选择通讯方式”对话框，单击“+”号。 C 出现“TCP_IP 设备”对话框，，通过“更新”搜寻网络中已有 T-BOX，对目标 T-BOX 进行编辑，通常有以下两种情况: (1) 初次使用 T-BOX时，S3 为 OFF 状态，使用固定 IP地址，其各部分参数如下图 所示: 8 (2) 倘若 T-BOX 内已存在设定 IP地址，S3 为 ON状态，参数如下图所示: D 双击目标 TBOX，出现“编辑 IP 设备”对话框，初次使用状态和 IP 已设状态下各部分 参数分别如下所示: 9 各部分参数说明为: (1)网络配置部分 拨码开关 S3 处于 OFF 状态时，用户可根据实际运用情况设定 IP 设备相关参数，包括 IP 地址、子网掩码、默认网关、首选 DNS(一般同‘默认网关’)。设置完成后，将拨码 开关 S3 处于ON状态，以便网络识别别台为固定 IP状态的 T-BOX。 (2)远程登陆部分(开发过程中) 此部分参数设置的目的在于将 T-BOX 及其连接设备一同连接到广域网络中，可通过 T-BOX的远程登陆服务器实现远程维护设备功能。 ‹ 服务器 1 及服务器 2:IP地址及端口部分内容可根据用户实际运用环境进行修改，单击 “写入 T-BOX”后生效。 ‹ 登陆部分:MAC 和密码可作为 T-BOX远程登陆时的用户名和密码，可根据用户需求设 定(其组合最好唯一，以防止在服务器列表中产生冲突)。 另外，当拨码开关 S2 处于OFF 时为远程定时登陆状态，在这种状态下，可节省 T-BOX 及网络带宽资源。 (3)串口参数部分 包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验、协议类型五部分。 其中，波特率部分可做修改，但其值必须与其连接设备中波特率相一致。 (4) 主模式部分和从模式部分 在“编辑 IP 设备”对话框下方，会对设备类型作显示，TBOX 为主模式时，显示“设 备类型:TBOX_Master”，此时，对应“主模式”部分设置参数有效，“从模式”部分设置 参数无效;TBOX 为从模式时，显示“设备类型:TBOX_Slave”，此时，对应“从模式” 部分设置参数有效，“主模式”部分设置参数无效。 z 设备类型:T-BOX_Master 时 包括协议类型，站号-IP 表，屏蔽表三部分。 ? 协议类型:UDP:效率较高且速度较快。 TCP:收发数据稳定性较好，但占用资源较多 ? 站号-IP 表:站号:工业以太网中该主设备控制对象的站号，即从站号 IP地址:从站 IP地址 ? 屏蔽表:在实际运用中，当 T-BOX 处于 Master 模式时，串口侧可以通过 RS485 通讯连接多个不同站号的 Modbus 设备，但其中只能有一个作为 Modbus 主设备， 其它作为 Modbus 从设备，此时，须将这些 Modbus从设备的站号在 T-BOX的屏蔽 表中罗列，以限制对 T-BOX的访问权限。 z 设备类型:T-BOX_Slave时 包括发送延时(ms)，静态站号表，和屏蔽表三部分。 ? 发送延时:TBOX 在接受到下面从设备的应答就立即发送下一条命令，在此应答与 发送命令间隔中增加延时，减少从设备丢失命令包的可能性。 ? 静态站号表:工业以太网中从设备的站号，以支持直接访问 ? 屏蔽表:当工业以太网中主设备以广播方式访问从设备时，为限制该站的访问权 限，，不应答广播询问，将此从站号写入屏蔽表中。 10 例如，在以下工业以太网控制系统中，T-BOX1 为 Master 模式，T-BOX2 和 T-BOX3 为 Slave 模式，那么，对于 T-BOX1 和 T-BOX3 的设置如下: 对于 T-BOX1 设置为: 对于 T-BOX3 设置为: Ethernet T-BOX1 Modbus 主设备 站号 1 Modbus 从设备 站号 2 RS-485 Modbus 从设备 站号 3 T-BOX2 T-BOX3 Modbus 从设备 站号 5 Modbus 从设备 站号 6 Modbus 从设备 站号 7 Modbus 从设备 站号 8 Modbus 从设备 站号 4 RS-485 Master Slave Slave 1) 站号-IP 表:站号 5，站号 6，站号8， 表示T-BOX发送数据时以对应方式向 目标站号直接发送。7 号未在表中，但 以广播方式询问时，只要 7 号站未在 所连接的T-BOX_Slave屏蔽表中,便可 应答。 2) 屏蔽表:T-BOX1 所连接的 Modbus 从 设备站号必须写入屏蔽表中。 1) 静态站号表:站号 6，站号 7，站号8， 其目的 在于将 T-BOX 内中记有所连接的 Modbus 从设 备的站号。 2) 屏蔽表:站号 8，说明当已广播方式询问时，不 应答，但由于在静态站号表中，故只接受对应询 问。 11 (5) 注释部分 包括设备名称和注释两部分，可根据用户需求进行修改，单击“确定”后有效。 E 单击“写入 T-BOX”后，所设参数有效，单击确定，在TCP_IP 设备对话框中的列表将 出 已有项，然后关闭此窗口。 F 出现“选择通讯方式”对话框，通讯方式选择“UDP”，网络类型可根据用户需求选择 “内 外”或“外网”，当有多个 T-BOX时，只对目标 T-BOX目标站号起作用。这时，可通过以 太网络对目标站号的 PLC 进行程序的上下载及监控功能。 G 单击确定，至此，完成对 T-BOX的参数设置。 12 4、应用举例 在实际运用过程中，通过工业以态网的连接使复杂控制系统成为现实，以下举例说明 T-BOX的实际运用功能。 在此系统中，共使用6个T-BOX，其中两个处于Master模式， 分别为T-BOX1和T-BOX2， 其它处于 Slave 模式。对于控制设备而言，触摸屏 1 和触摸屏 2 为主设备，PLC 1，PLC 2， PLC 3 和 PLC 4 为从设备。 此控制系统的目的在于实现多个主设备对于多个从设备的控制，从而使工业以太网在区 域上具有更广泛的应用性。 那么，在具体使用过程，其工作流程如下: 1)通过 XC 系列上位机组态软件 XCP pro 确定 4 台 PLC 站号，分别设为站号 1，站号 2， 站号 3，站号 4。 2)将处于 Master 模式和 Slave 模式下的 T-BOX 与相对应的控制设备相连，倘若初次使用 T-BOX，因无法识别身份，可将拨码开关 S3 处于 OFF 状态，使用固定 IP，并将 T-BOX 依 次接入以太网中，通过上位机软件 XCP pro 进行设置，每台设置完成后，将拨码开关 S3 处 于 ON 状态，以便下一台 T-BOX 的设置。倘若 T-BOX 已有相应 IP 地址可识别，可将多台 T-BOX同时连入网络单元中，经过上位机软件进行相关设置。 3)在本例中，对每台 T-BOX 进行 IP 地址设置，T-BOX1 至 T-BOX6 的 IP 地址分别为 192.168.0.1，192.168.0.2，192.168.0.3，192.168.0.4，192.168.0.5，192.168.0.6。 那么，对于“编辑 IP”设备部分，其具体设置如下: Ethernet Master Master Slave Slave Slave Slave 触摸屏 1 触摸屏 2 T-BOX1 T-BOX2 T-BOX3 T-BOX4 T-BOX5 T-BOX6 PLC 1 站号 1 PLC 3 站号 3 PLC 2 站号 2 PLC 4 站号 4 13 T-BOX 1 参数设置如下: T-BOX 2 参数设置如下: 14 T-BOX 3 参数设置如下: T-BOX 4 参数设置如下: 15 T-BOX 5 参数设置如下: T-BOX 6 参数设置如下: 设置完成后，单击“写入 TBOX”后生效。其后步骤参见“使用步骤”部分。 至此，完成对于 T-BOX的参数设置。 16 4)确认触摸屏已下有控制画面，触摸屏 1 和触摸屏 2 画面下图所示。并将触摸屏与相应 T-BOX通过 RS232 或者RS485 相连。 这样，两台主站就能对四台分站实行有效的控制，从而提高了工作效率。 当然，在实际运用中，倘若几台 PLC 之间间隔较近，那么可使用一个 T-BOX通过 RS485 通讯同时连接几个 PLC，如下图所示: RS485 Ethernet Master Master Slave 触摸屏 1 触摸屏 2 T-BOX1 T-BOX2 PLC 1 站号 1 PLC 3 站号 3 PLC 2 站号 2 PLC 4 站号 4 T-BOX3 17 对于 T-BOX3 参数设置如下: 对于 Master模式的 T-BOX1 和 T-BOX2 设置如下: 其它步骤与上述举例中相一致，用户在具体使用时，可根据实际运用情况，选择适当组 合及通讯方式，从而达到资源的优化配置，提高生产效率。 2 信捷科技电子有限公司 江苏省无锡市蠡园开发区 创意产业园7 号楼四楼 邮编: 214072 电话: (0510)85134136 传真: (0510)85111290 Thinget Electronic Co., Ltd. 4th Floor Building 7,Orignality Industry park, Liyuan Development Zone, Wuxi City, Jiangsu Province 214072 Tel: (510)85134136 Fax: (510)85111290