Ethercat设备数据 转IEC104项目案例

目录
1 案例说明
2 VFBOX网关工作原理
3 准备工作
5 设置网关采集ETHERCAT数据
6 启用IEC104协议转发数据
7 测试网关的104功能
8 网关通过4G连接104平台
9 安装NPCAP
10 案例总结

1 案例说明

1. 设置网关采集EtherCAT设备数据
2. 把采集的数据转成IEC104协议转发给其他系统。

2 VFBOX网关工作原理
VFBOX网关是协议转换网关，是把一种协议转换成另外一种协议。网关可以采集西门子，欧姆龙，三菱，AB PLC，DLT645，DLT698电表，modbus rtu tcp，环保的HJ212协议，opc ua和opc da，电力的IEC103 IEC104， IEC61850等，以及EthernetIP，Profinet IO，CCLink，EtherCAT现场总线协议，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver数据库。不同型号的网关支持不同的协议，具体支持的协议参考网关侧面标签上的型号。依托500多种型号的网关产品，可以实现多种不同协议之间的互联互通。
网关连接在不同协议的设备之间，就像一个“翻译”，把一种设备支持的协议，转换成另一种设备支持的协议，从而实现两个不同协议的设备之间的数据交换。工作架构如下：

3 准备工作

1. 仰科网关。支持采集EtherCAT设备数据，IEC104协议转发。
2. 电脑。IP设置成192.168.1.198，和网关在同一个网段。
3. 网线、12V电源。

4 获取cat设备的点位信息

1. Cat设备IN口通过网线连接到电脑，关闭电脑上的其他网口
2. 关闭VS软件
3. 打开cmd程序“命令提示符”，用管理权限运行。
   
4. 更改目录到下图所示的目录。C:Program FilesVFBOXStudioRuntimebin>
   
5. 输入：EtherCATSlaveInfo.exe。回车。如果没有获取到设备信息，则重新安装npcap软件。运行正常，则输出电脑上的网卡信息。
   
6. 选中和所连接网口对应的device，如果不知道是哪个网口信息，可以都测试一下。如下所示：
   C:Program FilesVFBOXStudioRuntimebin>EtherCATSlaveInfo.exe DeviceNPF_{E8BAD55C-B9A8-439D-9A1F-52A78912EC64} -map
7. 会显示cat设备的map信息。
   Slave:1 //设备ID
   Name:VAT vacuum valve
   Output size: 184bits
   Input size: 200bits
   State: 4
   Delay: 0[ns]
   Has DC: 1
   DCParentport:0
   Activeports:1.0.0.0
   Configured address: 1001
   Man: 00000549 ID: 02010616 Rev: 00010001
   SM0 A:1000 L: 128 F:00010036 Type:1
   SM1 A:1080 L: 128 F:00010032 Type:2
   SM2 A:1100 L: 23 F:00010074 Type:3
   SM3 A:1d00 L: 25 F:00010030 Type:4
   FMMU0 Ls:00000000 Ll: 23 Lsb:0 Leb:7 Ps:1100 Psb:0 Ty:02 Act:01
   FMMU1 Ls:00000017 Ll: 25 Lsb:0 Leb:7 Ps:1d00 Psb:0 Ty:01 Act:01
   FMMUfunc 0:1 1:2 2:3 3:0
   MBX length wr: 128 rd: 128 MBX protocols : 0c
   CoE details: 2f FoE details: 01 EoE details: 00 SoE details: 00
   Ebus current: 0[mA]
   only LRD/LWR:0
   PDO mapping according to CoE :
   SM2 outputs // outputs是点位类型
   addr b index: sub bitl data_type name
   [0x0000.0] 0x2300:0x02 0x20 REAL32 Target Pressure
   [0x0004.0] 0x2200:0x02 0x20 REAL32 Target Position //Target Position是点位名称，[0x0004.0]是地址，REAL32是数据类型float
   [0x0008.0] 0x2401:0x14 0x20 REAL32 Pressure Input Digital Sensor 1
   [0x000C.0] 0x2402:0x14 0x20 REAL32 Pressure Input Digital Sensor 2
   [0x0010.0] 0x2002:0x00 0x08 INTEGER8 Control Mode
   [0x0011.0] 0x2F00:0x06 0x10 UNSIGNED16 General Control Setpoint
   [0x0013.0] 0x2F00:0x07 0x20 REAL32 Pressure Ramp Time
   SM3 inputs // inputs是点位类型
   addr b index: sub bitl data_type name
   [0x0017.0] 0x2300:0x01 0x20 REAL32 Actual Pressure
   [0x001B.0] 0x2401:0x18 0x20 REAL32 Pressure Sensor 1
   [0x001F.0] 0x2402:0x18 0x20 REAL32 Pressure Sensor 2
   [0x0023.0] 0x2200:0x01 0x20 REAL32 Actual Position //Actual Position是点位名称，[0x0023.0] 是地址，设置到网关中是0x23-0x17=12 （网关中填写10进制）
   [0x0027.0] 0x2002:0x00 0x08 INTEGER8 Control Mode
   [0x0028.0] 0x2030:0x03 0x10 UNSIGNED16 Error Number
   [0x002A.0] 0x2F00:0x0D 0x10 UNSIGNED16 General Status
   [0x002C.0] 0x2F00:0x0E 0x10 UNSIGNED16 General Warnings
   [0x002E.0] 0x2F00:0x0F 0x10 UNSIGNED16 Extended Warnings
   End slaveinfo, close socket
   End program

5 设置网关采集EtherCAT数据

1. 安装VFBOX Studio软件。打开软件后，点击新建工程，设备类型选择实际网关的型号。可选的型号有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.
   
2. 点击“新建设备”，驱动类型选择如下。
   
3. 输入设备地址：
   
4. 添加Target Position 标签。写数据给EtherCAT设备
   
5. 添加Actual Position标签，读取EtherCAT设备数据。
   
6. 配置完成后点击菜单“下载”，把工程下载到网关里。
7. 点击菜单“查看数据”，查看网关采集到的数据。
   

6 启用IEC104协议转发数据

1. 启用IEC104服务
   
2. 参数说明。
   参数 说明
   启用 Yes，启动104功能
   端口 2404。网关侦听端口，使用默认即可。
   公共地址 11，可修改
   最大帧长度 249，使用默认即可
   周期上报间隔 单位是秒。0是不定期上报。周期定时上报。
   归一化数据类型 Float，使用默认即可
   上报变化精度 数据变化超过设定程度后，立即上报。周期上报的设置不影响变化上报。
3. 添加要转发的数据。
   

类型 说明
DI-SinglePoint 遥信 - 单点。地址范围：1-16384（十进制）
AI-MeasuredValueShot 遥测 - 短浮点。地址范围：16385-20480
DO-SigleCommand 遥控 - 单点。地址范围：24577-24832
AO-SetpointCommandShort 遥调 - 短浮点。地址范围：25089-25600
AI-MeasuredValueNormalized 遥测 - 归一化
AO-SetpointCommandNormaliezed 遥调 - 归一化
COUNTER-IntegratedTotals 遥脉 – 电度量

4. 修改点位地址信息。推荐先添加一个点位，然后手动把点位地址修改成自己需要的，然后在添加后续的点位，后续的点位会在此地址上依次累加。
   
5. 设置完成后，点击菜单“下载”，把工程下载到网关中。

7 测试网关的104功能

1. 在电脑上打开PMA软件，选择菜单栏“文件—协议配置—IEC870-5-104规约”，从站IP为网关IP地址，主站IP为电脑IP，公共地址与VS软件中配置一致。
   
2. 选择菜单栏“运行模式—模拟主站”
3. 选择菜单栏“端口配置—连接”。然后选择菜单栏“IEC104主站控制—更多报文发送”，TI选择100，点击“发送”。
   
4. 可在消息框中收到网关返回的数据。
   

8 网关通过4G连接104平台

1. 网关通过4G连接104平台，则网关作为socket的客户端，此时需要开启如下的“to Cloud”功能
   

选项 说明
两个启用 都设置成Yes
端口 2404.默认，不能修改。
远程服务器IP和端口 填写104平台的IP和端口
注册帧 网关和平台建立连接后，发送的注册帧数据。填写16进制数据。
如填写 31 32 33 34 35 36。则网关和平台建立连接后，会发送字符串“123456”给平台。

2. 配置完成后，点击下载，把工程下载到网关中。

9 安装npcap

1. 到控制面板下，卸载已安装的npcap，或者wincap软件
   
2. Npcap程序在安装目录下的others目录下。
   
3. 安装npcap

10 案例总结
使用协议转换网关可以很方便的实现不同协议的设备之间的数据转换。大量节省了项目实施过程的时间成本，人力成本。VFBOX网关产品都是工业级品质，符合工业应用的场景。只需要简单的参数配置，可以很快完成设备和系统之间的连接。方案优点：

1. 不需要修改设备里的程序。
2. 不影响设备原有的工作方式和功能。
3. 只需要简单的配置就可以实现功能需求。
4. 设备长期稳定工作。
5. 网关运行架构如下
   

审核编辑 黄宇