解析新能源领域运用Ethercat转Profinet的实际案例

解析新能源领域运用Ethercat转Profinet的实际案例

系统架构：在太阳能光伏发电站中，采用Ethercat协议的倍福PLC用于对光伏板阵列的汇流箱、逆变器等设备进行分布式控制和数据采集，监测光伏板的输出电流、电压、温度等参数以及逆变器的工作状态。而采Profine协议的西门子PLC作为中央控制系统，负责对整个电站的运行进行集中监控和管理，与电网调度系统进行数据交互。捷米特JM-ECAT-PN网关用于连接倍福PLC和西门子PLC，实现两种不同协议网络之间的数据通信。

产品特点

Ø 应用广泛：应用于支持PROFINET接口的变频器、步进电机、伺服驱动器、仪表、PLC、DCS、FCS等等。

Ø 配置简单：用户不必了解PROFINET和EtherCAT细节，只需要参考手册，根据要求就能配置网关，不需要复杂编程，即可在短时间内实现连接功能。

技术指标

Ø ECAT-PN在EtherCAT一侧为EtherCAT从站，在PROFINET一侧作为PROFINET从站。

Ø EtherCAT侧输入输出各式512字节

Ø 支持标准的PROFINET/IO协议

Ø PROFINET支持的最多16个槽位，支持最大的输入字节数为1440字节，最大的输出字节为1440字节，输入输出字节的长度由TIA Portal设定

Ø 供电：24VDC(±5％)，最大功率3.5W

Ø 工作环境温度：-25～55℃，湿度≤95%

Ø 外形尺寸：34mm（宽）×110mm（高）×70mm（厚）

Ø 安装方式：35mm导轨

Ø 防护等级：IP20

连接与配置：将捷米特JM-ECAT-PN网关的Ethercat端口与倍福PLC相连，作为Ethercat从站接收倍福PLC发送的关于光伏设备的运行数据。网关的Profinet端口与西门子 PLC 连接，作为Profinet从站将数据传输给西门子PLC。在西门子PLC的Profinet配置软件中添加网关设备，设置网关的IP地址、设备名称等参数，并配置输入输出数据长度，以确定从倍福PLC接收的数据范围和格式。在倍福PLC的Ethercat配置环境中，设置网关的Ethercat从站参数，如站地址等，使网关与倍福PLC建立通信连接。以下为具体配置方法：

首先导入XML文件

将捷米特JM-ECAT-PN模块从站的XML文件复制粘贴至TwinCAT3安装目录（默认安装路径）：C:TwinCAT3.1ConfigIoEtherCAT；

配置ECAT-PN模块

新建工程

打开安装好的TC3软件，在电脑右下角右键点击TC3图标，选择“TwninCAT XAE(TcXaeShell)”

进入VS开发环境；

在TC3主菜单栏执行“文件”-“新建（N）”-“项目（P）…”；

或者在Open界面下执行“New TwinCAT Project…”

选择TwinCAT Project，修改工程名称，点击“确定”；

之后显示如下界面：

在TC3内安装EtherCAT主站网卡驱动，点击主菜单栏“TwinCAT”下的“Show Realtime Ethernet Compatible Devices…”，选择本机网卡，点击“Install”；

若成功安装网卡后显示如下界面：

扫描从站设备

在上图中“I/O”展开“Devices”的位置，点击鼠标右键选择“Scan”扫描连接的从站或者选中“Devices”后点击扫描按钮“

点击“确定”按钮，弹出“1 new I/O devices found”对话框，选择所需要的Ethernet接口，点击“OK”；

如下图所示：

点击“是（Y）”将扫描从站设备；

选择是否进入“Activate Free Run”,点击“否”；

正常扫描到如下设备：

以上就是通过捷米特JM-ECAT-PN网关实现了光伏电站中不同协议PLC之间的数据交互，西门子PLC能够实时获取光伏板和逆变器等设备的运行数据，进行数据分析和处理，实现对电站的远程监控和管理。例如，当检测到某组光伏板的输出功率异常时，可通过西门子PLC发出指令，由倍福PLC控制相应的设备进行调整或报警，提高了光伏发电站的运行效率和可靠性，减少了人工巡检的工作量和成本。

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审核编辑 黄宇