一、 赫優(yōu)訊netTAP網關介紹

赫優(yōu)訊（Hilscher）netTAP網關支持將串口協議（RS232/RS422/RS485）轉換為現場總線協議或以太網協議，通過簡單的配置軟件即可實現兩種不同協議之間的自動轉換，協議轉換包括：

1、   串口協議至Profibus從站的轉換

2、   串口協議至DeviceNet從站的轉換

3、   串口協議至CANopen從站的轉換

4、   串口協議至以太網協議的轉換

其中串口協議可以是ModbusRTU協議、SIEMENS 3964R協議、標準自定義ASCII協議；以太網協議可以是ModbusTCP協議、標準TCP/IP協議或者UDP協議。

二、 NT30-DPS-RSI2網關實現將SICK條碼掃描器接入Profibus-DP網絡

型號NT30-DPS-RSI2是將RS232串口協議轉換為Profibus從站的網關，其中NT30代表netTAP30系列，DPS代表Profibus-DP Slave，RSI2代表RS232接口（其中的I代表端口隔離）。

在本案例中SICK智能型固定式一維條碼掃描器CLV430-0010用于郵政分揀系統中EMS信件條形碼的掃描讀取，配備連接模塊CDB420-001提供RS232通訊接口；在實際的控制系統上選用了西門子集成PROFIBUS-DP主站接口的CPU315-2DP處理器，考慮到布線、編程和系統擴展方便，設計選用網關將CLV430接入PROFIBUS-DP網絡；

整個系統結構圖如下：

三、 STEP7軟件中的硬件組態(tài)

NT30-DPS-RSI2網關在Profibus-DP網絡上作為從站運行，因此需要占用CPU315-2DP的輸入輸出映像區(qū)以用作數據交換；其中兩個字節(jié)的輸入和兩個字節(jié)的輸出是固定必須的，用于控制數據的接收和發(fā)送（即控制字）；其他輸入輸出映像區(qū)用于存放接收消息和待發(fā)消息，實際使用時可以根據協議幀的長度來選擇合適的映像區(qū)大??；

所有的串口轉現場總線netTAP網關都可以配置成兩種工作模式：主站模式和從站模式。主站模式為首先接收總線方向來的數據幀，從站模式為首先接收串口總線方向來的數據幀。

在我們的案例中，當CLV430探測到EMS信件的條碼信息后將自動發(fā)出數據幀，對于CPU315-2DP來說只需要不斷地接收CLV430的條碼信息即可，因此網關需要工作在從站模式下。

網關在從站模式下的基本原理是：

1、   數據接收：

當網關接收到來自RS232側的數據幀后它將把接收到的完整的數據幀放入輸入映像區(qū)，同時將輸入映像區(qū)的控制字的第一個字節(jié)的接收通知位取反以通知CPU新的數據已經到達，控制字的第二個字節(jié)存放接收到的數據幀字節(jié)長度；當CPU處理完接收數據（譬如將輸入區(qū)數據幀備份到DB數據塊）后必須將輸出映像區(qū)控制字的第一個字節(jié)中的接收確認位的位值等同于輸入映像區(qū)控制字的第一個字節(jié)的接收通知位，以確認接收成功，通知網關準備下次數據的接收。對于STEP編程，在OB1中添加以下代碼即可：

A       接收通知位

=       接收確認位

2、   數據發(fā)送

如果CPU315-2DP接收到數據后需要回發(fā)數據幀至串口對象，那么只需要將發(fā)送信息幀放入輸出映像區(qū)，將發(fā)送數據幀的長度放入輸出映像區(qū)控制字的第二個字節(jié)，然后取反輸出映像區(qū)控制字的第一個字節(jié)中的發(fā)送通知位，當網關檢測到輸出映像區(qū)控制字中的發(fā)送通知位和輸入映像區(qū)控制字中的發(fā)送確認位的位值不等時將自動把信息發(fā)送到串口對象，發(fā)送完后將自動把輸入映像區(qū)控制字中的發(fā)送確認位的位值等同于輸出映像區(qū)控制字的發(fā)送通知位，以通知CPU發(fā)送信息完成。關于網關工作原理的具體描述可以參考光盤中的相關文件。

本案例中關于STEP7硬件的組態(tài)：

打開STEP7中的Hardware，將網關隨機光盤中的GSD文件夾下的HIL_08EA.GSD和Hil_0916.gsd文件添加到硬件庫中，然后選擇Profibus DPAdditional Field DevicesGeneralNT 30-DPS條目，將其拖拉到Profibus-DP網絡線，設定其Profibus-DP地址為3，組態(tài)2個字節(jié)的輸入（控制字）、32個字節(jié)的輸入（接收消息區(qū)）、2個字節(jié)的輸出（控制字）和32個字節(jié)的輸出（發(fā)送消息區(qū)）；如下圖所示：

說明：由于本案例CPU不需要發(fā)送數據幀至CLV430，因此可以將輸出映像區(qū)的大小設置的更小，最小可以只有1個字節(jié)，具體可在網關參數配置軟件SYCON.net中選擇。

四、 網關的參數配置

netTAP網關統一采用赫優(yōu)訊SYCON.net軟件組態(tài)參數，點擊隨機光盤中的SYConnet netTAP setup.exe進行安裝。

注意：新的網關在使用前首先要通過SYCON.net下載固件，對于NT30-DPS-RSI2網關，光盤中存在三種固件：

1. ModbusRTU - ProfibusDP Salve；2. 3964R - ProfibusDP Salve；3. ASCII - ProfibusDP Salve

在本案例中我們選擇ASCII - ProfibusDP Salve固件，固件文件為NTDPSASC.N34。

下載固件后進行參數配置，除了默認的參數外，以下參數需要更改：

1、   ASCII參數頁：Parity=none；Telegram timeout=50；

注意：報文超時參數是在End mode=only time control（默認模式，采用時間控制來判斷接收數據幀的結束）時才有效。當然，如果串口協議具有明確唯一的結束字符那么可以采用end identifier模式。報文超時參數是網關為接收每個串口數據幀所保留的時間；舉個例子，如果采用默認值1000ms，那么當網關花費30ms接收完串口數據幀后它還將等待970ms后才能接收下個串口數據幀，其間的所有串口數據幀網關將不予理會。

這個案例我們設置為50ms，由于掃描器每一幀數據長度固定為18個字節(jié)，在9600波特率下接收不會超過30ms。因此偏大些設置為50ms。

2、   MODULES參數頁：輸入輸出映像區(qū)大小2/32/2/32；

注意：STEP7中的組態(tài)要和此參數一致！

保存好參數后下載到網關即可。當網關和CPU315-2DP建立起Profibus-DP通訊后即進入協議轉換運行狀態(tài)。

下圖為SYCON.net配置界面：

五、 案例應用

在本案例中某EMS條形碼和接收數據的對應如下：

EMS條形碼：    *EO824508219CN*

接收數據（16進制）：      02 20 45 4F 38 32 34 35 30 38 32 31 39 43 4E 0D 0A 03

其中起始字符為02，20為空格字符，結束字符為0D 0A 03，中間為13字節(jié)的EMS條形碼數據，共18個字節(jié)。不同應用中的字符格式和SICK掃描器通訊參數配置有關。

六、 結束語

當前現場總線和工業(yè)以太網網絡在自動化工程中已經越來越普遍的存在，特別是Profibus、DeviceNet、CANopen、ModbusTCP等流行現場總線和工業(yè)以太網，其應用場合越來越多，赫優(yōu)訊的netTAP系列網關在將傳感器、儀表等具有串口協議的智能設備接入現場總線和工業(yè)以太網方面發(fā)揮著重要作用，為用戶在網絡通訊的系統集成帶來了很多方便；另外，赫優(yōu)訊在歐洲享有盛譽的可編程PKV系列網關提供了現場總線主站至工業(yè)以太網的協議數據通訊轉換功能，為不同協議間的大型網絡通訊提供了更多的解決方案，在此我們對德國赫優(yōu)訊自動化系統有限公司中國代表處的大力支持表示衷心的感謝