AB PLC與編碼器通過EthernetIP轉(zhuǎn)CAN通訊的完整應用案例

一、項目背景與需求

某自動化生產(chǎn)線需實現(xiàn)伺服軸的高精度位置檢測，采用 AB CompactLogix 5000 系列 PLC 作為主控設備，搭配 20 位絕對值編碼器（支持 CANopen 協(xié)議）。由于 PLC 原生支持 EthernetIP 協(xié)議，需通過Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN(JM-EIP-CAN)網(wǎng)關實現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，確保編碼器數(shù)據(jù)實時接入 PLC 控制系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)架構與技術參數(shù)

1.硬件配置

oPLC：AB CompactLogix L35E CPU，集成 EthernetIP 接口，支持 100Mbps 通訊速率。

o編碼器：海德漢 ERN 1387，20 位絕對值編碼器，CANopen 協(xié)議，通訊速率 1Mbps。

o網(wǎng)關：ProSoft MVI56E-MCM，Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關，支持 CANopen 主 / 從模式，支持熱插拔。

o線纜：CAN 總線采用屏蔽雙絞線，終端電阻 120Ω；EthernetIP 使用工業(yè)級網(wǎng)線。

2.技術參數(shù)

三、配置步驟詳解

1. 硬件連接與網(wǎng)關初始化

·將Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關插入 PLC 機架的擴展槽，通過網(wǎng)線連接 PLC 的 EthernetIP 端口；

·編碼器 CAN_H/CAN_L 接入網(wǎng)關 CAN 接口，終端電阻接入總線末端；

·網(wǎng)關電源接入 24V DC，通過 ProSoft Configuration Manager 軟件掃描設備，配置網(wǎng)關 IP 地址（如 192.168.1.10）。

2. PLC 端 EthernetIP 配置

·在 AB Studio 中創(chuàng)建項目，添加 CompactLogix CPU，啟用 EthernetIP 接口；

·在 I/O Configuration 中添加Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關設備，配置設備名稱（如 “CAN_Gateway”）和通訊參數(shù)（超時時間 500ms，更新頻率 10ms）；

·建立輸入 / 輸出數(shù)據(jù)映射表，例如：

o編碼器位置數(shù)據(jù)映射至 PLC 標簽 “Encoder_Position [0..3]”（4 字節(jié)浮點型）；

o編碼器狀態(tài)字映射至 “Encoder_Status”（1 字節(jié)）。

o

3. 網(wǎng)關端 CANopen 配置

·打開 ProSoft 網(wǎng)關配置工具，選擇 “CANopen 從站模式”，設置編碼器為從站節(jié)點（ID=10）；

·配置 CANopen 通訊參數(shù)：波特率 1Mbps，數(shù)據(jù)幀格式 8 位數(shù)據(jù) + 1 位停止位；

·定義 PDO（過程數(shù)據(jù)對象）映射：

oPDO1 映射編碼器位置值（索引 0x6064，長度 32 位）至網(wǎng)關輸出緩沖區(qū)；

oPDO2 映射編碼器狀態(tài)（索引 0x6041，長度 8 位）至網(wǎng)關輸出緩沖區(qū)。

3.編碼器參數(shù)設置

關于總線終端和拓撲結構： 470m 410m 640m 550m 480m 為了增強 CAN 通訊的可靠性，CAN 總線網(wǎng)絡的兩個端點通常要加入終端匹 配電阻，終端匹配電阻的大小由傳輸電纜的特性阻抗所決定。用戶應在實際構成 網(wǎng)絡中加以考慮。 網(wǎng)關已經(jīng)在產(chǎn)品內(nèi)置了 RT 為 120 歐姆電阻，用戶若需要將 CAN 的總線 終端接入網(wǎng)絡中，只需將 CANL 和 RL 短接，CANH 和 RH 短接。

·通過編碼器配置軟件（如海德漢 iTNC）設置 CANopen 節(jié)點 ID=10，波特率 1Mbps；

·啟用循環(huán)同步模式（Cyclic Synchronous Position），更新周期 1ms；

·配置位置數(shù)據(jù)輸出格式為絕對值（工程單位 mm），映射至 PDO1。

使用 GW Modbus Bulider軟件配置 CAN 報文

（1） 使用網(wǎng)線將電腦與網(wǎng)關相應的網(wǎng)口連接。

（2） 將撥碼的第 8 位撥到 ON，此時網(wǎng)關處于配置狀態(tài)，然后給網(wǎng)關供電。

（3） 網(wǎng)關處于配置狀態(tài)時，此時網(wǎng)口使用 192.168.1.201 的 IP 地址，應使電

腦的 IP 網(wǎng)段設置于 192.168.1.xxx 。

（4） 打開 GW Config 軟件，首先設置軟件使用的 IP 地址，點擊菜單欄“設

置— —通訊設置——以太網(wǎng)設置”，如下圖，電腦的 IP 是

192.168.1.111。（設備 IP 地址和配置模塊地址不需要設置）

配置網(wǎng)關的 ETHERNET/IP 地址

（1） 使用網(wǎng)線將電腦與網(wǎng)關相應的網(wǎng)口連接。

（2） 將撥碼的第 8 位撥到 ON，此時網(wǎng)關處于配置狀態(tài)，然后給網(wǎng)關供電。

（3） 網(wǎng)關處于配置狀態(tài)時，此時網(wǎng)口使用 192.168.1.201 的 IP 地址，應使電

腦的 IP 網(wǎng)段設置于 192.168.1.xxx 。

（4） 打開 GW Modbus Bulider 軟件，首先設置軟件使用的 IP 地址，點擊菜單

欄“設置— —通訊設置——以太網(wǎng)設置”，如下圖，電腦的 IP 是

192.168.1.222。（設備 IP 地址和配置模塊地址不需要設置）

應用效果與拓展

該方案通過特米特Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關模塊（JM-EIP-CAN）實現(xiàn)了 AB PLC 與 CANopen 編碼器的無縫通訊，解決了不同協(xié)議間的兼容性問題。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸延遲≤15ms，適用于數(shù)控機床、機器人分揀等高精度場景。若需擴展，可通過同一網(wǎng)關接入多臺 CANopen 設備（如伺服驅(qū)動器），進一步簡化工業(yè)網(wǎng)絡架構。

總結：捷米Ethernet/IP轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關模塊技術在工業(yè)自動化協(xié)議轉(zhuǎn)換中具有高兼容性與實時性，通過合理的硬件選型與參數(shù)配置，可高效實現(xiàn) AB PLC 與編碼器等設備的跨協(xié)議通訊，為復雜產(chǎn)線的集成提供可靠解決方案。

審核編輯 黃宇