在一條高度自動化的生產線上,為了實現伺服軸的高精度位置檢測,一項創新的通訊解決方案被成功應用。這個方案結合了AB CompactLogix 5000系列PLC作為核心控制器,與一款支持CANopen協議的20位絕對值編碼器。由于PLC原生支持EthernetIP協議,而編碼器則使用CANopen協議,因此,一個關鍵的轉換設備——Ethernet/IP轉CAN網關,成為了連接兩者的橋梁。
整個系統的硬件基礎非常堅實。PLC方面,選用了AB CompactLogix L35E CPU,它集成了EthernetIP接口,支持高達100Mbps的通訊速率。編碼器則是海德漢ERN 1387,具備20位的高分辨率,通訊速率可達1Mbps。網關設備是ProSoft MVI56E-MCM,這款網關支持CANopen的主/從模式,還具備熱插拔功能,確保了系統的靈活性和可靠性。
在系統架構上,各個組件的選擇都經過精心考量。PLC負責數據處理,其周期不超過10ms,支持EthernetIP實時I/O映射。編碼器則提供了每圈約100萬脈沖的高精度位置檢測,位置更新頻率小于1ms。網關的協議轉換延遲不超過5ms,支持CANopen DS301/DS401協議,并可以配置16個節點。
配置過程同樣體現了專業與細致。首先,網關被插入PLC機架的擴展槽,通過網線與PLC的EthernetIP端口相連。編碼器的CAN接口與網關相連,總線末端接入了終端電阻。隨后,通過ProSoft Configuration Manager軟件對網關進行初始化,配置其IP地址。在PLC端,通過AB Studio軟件創建了項目,添加了CPU,并配置了EthernetIP接口。在I/O配置中,添加了網關設備,并建立了數據映射表,用于接收編碼器的位置和狀態信息。
網關端的CANopen配置同樣重要。在ProSoft網關配置工具中,選擇了CANopen從站模式,并設置了編碼器的節點ID。通訊參數如波特率和數據幀格式也被精確配置。PDO映射過程中,編碼器的位置值和狀態被映射到網關的輸出緩沖區。
編碼器的參數設置同樣不可或缺。通過海德漢的配置軟件,設置了編碼器的節點ID和波特率,并啟用了循環同步模式。位置數據以絕對值形式輸出,并映射到PDO1。
在配置過程中,還使用了GW Modbus Builder軟件對網關的Ethernet/IP地址進行了設置。通過網線連接電腦與網關,將網關置于配置狀態,然后通過軟件進行IP地址的設置。
該方案的應用效果顯著。通過特米特Ethernet/IP轉CAN網關,AB PLC與CANopen編碼器實現了無縫通訊,解決了協議兼容性問題。系統運行穩定,數據傳輸延遲小于15ms,非常適合數控機床、機器人分揀等高精度應用場景。如果需要擴展,還可以通過同一網關接入更多的CANopen設備,進一步簡化了工業網絡架構。