Anybus在仪表与PLC通讯中的应用

摘  要：Anybus Communicator可以将几乎所有具备RS-232/422/485通讯接口的设备接入DeviceNet ControlNet EtherNet/IP或其它任何工业网络。在酒钢皮带秤数据采集项目中采用AB7007用于称重仪表与ControlLogix PLC连接，通过网关将第三方设备接入EtherNet/IP网络，实现数据的读写操作。称重仪表通过RS485协议接入网关，在酒钢皮带秤数据采集项目中采用AB7007实现与江苏赛摩6000称重仪表和ControlLogix PLC的数据通讯。此文以AB7007与ControlLogix PLC的通讯为例讲述网关的配置和通讯。

关键词：Anybus;AB7007;第三方设备;通讯配置

0 Anybus网络接口技术

Anybus是瑞典HMS工业网络有限公司于1995年提出的概念，针对当时已经出现的多种现场总线给设备制造商带来的问题，HMS提出一种称之为“可互换性（interchangeable）总线接口模块”的概念，并依照此概念开发了一系列嵌入式现场总线接口模块产品，这些产品可以实现所有主流现场总线，并且不同的总线模块具有相同的应用接口。目前Anybus嵌入式产品已经成为全球应用最为广泛的第三方网络接口，被很多大型自动化公司作为设备的网络接口来使用。Anybus嵌入式接口模块通过自身的微处理器来独立处理全部网络协议，同时还包括实现网络接口所需的全部软件和硬件。酒钢皮带秤称重仪表自带RS-232/422/485等通讯口，利用Anybus AB7007通讯网关模块提供的EtherNet/IP或Modbus TCP到RTU两种不同网络通讯方式，可以实现ControlLogix PLC从称重仪表中直接读取计量数据，以此降低各类风险对称重数据的影响，提高计量精度，减少计量疑议。

1 Anybus网关产品不同网络之间的互联

多种工业网络的共存必然会造成不同设备之间无法互联的问题。例如一台具有Modbus接口的变频器如何接入支持Profibus总线的PLC;一套基于Profibus的系统能否与另一套基于DeviceNet的设备交换数据。  随着现场总线和工业以太网技术越来越多的应用，异种网络互联的问题越发突出。为此，在Anybus技术和嵌入式接口模块的基础上，HMS公司又推出了网关产品。网关产品主要解决不同网络之间的接入和互联问题。由于Anybus网关产品是基于成熟而广泛应用的Anybus嵌入式技术，可以实现所有主流工业网络之间的互联。  提到网关，在这里有必要明确一下网关（gateway）的概念。根据ISO/OSI网络七层模型，网关是在应用层交换数据的网络设备。只有网关能够实现协议完全不同的两个网络之间的数据交换，其它网络设备。例如：媒体转换器（media converter） 路由器（router） 设备服务器（device server）和桥接器（bridge）都是在其它层次实现数据交换的网络设备，只能在某些特定情况下连接两种网络。

2串行设备接入工业以太网

虽然现场总线得到了越来越多的应用，但工业现场还存在着大量只具有串行接口的设备，这些设备往往需要接入工业以太网，从而参与整个系统的监测和控制。Anybus Communicator现场总线串行网关为这类应用提供了完备的解决方案。  图1将一个具有串行接口的称重仪表接入主站（PLC）的实例。Anybus串行网关一方面与称重仪表通过串行子网（RS-232/422/485）进行通信;另一方面作为TCP/IP从站与主站（PLC）通信。而网关内部的数据缓冲区实现了称重仪表和PLC之间数据的交换。  串行接口协议是各个设备制造商自己定义的，可能是标准的Modbus RTU协议，也可能是ASCII格式，还可能是自定义的其它协议。而网关需要能够与所有串行设备通信，这就要求网关能够适应所有的通信协议。

工业以太网具有传输速度快 数据量大 开放性好的优势，非常适合于应用在工业网络的管理层数据通信，而现场总线则适合于控制层。随着工业企业对信息化水平要求的提高，越来越多的控制层数据需要传输到管理层，这也是工业网络网关的一种典型应用。 Anybus X网关支持Modbus TCP Ethernet/IP和Profinet等3种工业以太网协议，可以将Anybus技术所支持的其它十几种现场总线接入工业以太网。除了工业以太网协议之外，网关还支持以太网所特有的“IT”功能，包括Web服务器 SSI-scripts 文件系统 FTP服务器 E-mail客户端和Telnet。这样可以充分利用以太网的开放性，以灵活多样的方式处理控制层数据。  具有以太网接口的网关同时还支持OPC服务器。这样所有支持OPC客户端的软件就可以更加方便地通过网关获取控制层数据。

3 Anybus的组态和通讯配置

Anybus串行网关是通过一套专用配置软件（Anybus Configuration Manager）来实现对串行协议的配置的，该软件包括了配置串行协议的全部功能，而且是面向工程人员的工具，无需编制程序。此外软件还具有数据监视和串口数据记录等强大的调试功能。

2.1配置Anybus網关

1）将配置电缆（ABC Config Cable）一端连接在网关配置端口，另一端连接在计算机串口上，将网关子网端口街头的Rx与Tx短接，将网线（Ethernet Cable）一端连接在网关以太网端口，另一端连接在交换机端口上，计算机网口和PLC网口也分别通过网线接到交换机端口上，为交换机上电，将Communicator的IP地址配置拨码开关拨到OFF状态，给网关电源接口提供24V DC电源，运行Anybus Configuration Manager软件，在“选择配置”窗口中点击“空白配置”。

2）选择总线Ethernet/IP，网关IP地址设为192.168.0.2，I/O数据长度设为Automatic。

3）Anybus Communicator配置成Generic Data Mode，所有其他的数值保持默认。

4） 将子网的Message dilimiter值改为5000，右键单击New node并添加一个consume和一个produce，修改consume交换的Offline timeout time为0ms，同时修改produce交换的update time为1000ms。

5）在菜单栏单击Tools->Port，然后选择配置线与电脑相连的COM口，点击连接按钮，连接Communicator，将配置好的工程下载到Communicator中。

4 PLC读取Anybus数据通讯配置

要实现PLC与Anybus的数据读写，还需要配置EtherNet/IP网络，配置EtherNet/IP网络使用RSLogix5000编程软件。

1）单击I/O configuration中的1756-ENBT/A模块，并选择New Module，在Communications中选择添加ETHERNET MODULE模块。

2）RSLogix5000将要求输入关于Anybus从站模块通信配置信息，首先为Anybus从站模块输入名称AB7007，将在RSLogix5000中产生一组标签，可以用来访问Anybus从站模块的数据，然后设置数据格式为Input Data-SINT-Run/Program，再设置模块的IP地址为192.168.0.2，最后设置连接参数，其中Input数组大小为100，字节长度为8;Output数组大小为150，字节长度为8;Configuration数组大小为1，字节长度为0。

3）设置模块每次扫描的时间间隔为50ms，以减少网络负荷。

4）将配置好的通讯设置下载到PLC中，即可从Anybus：I中读到称重仪表数据。

5 Anybus网关解决方案的现实意义

多种工业网络标准共存是短时间内难以改变的事实，对于广大从事自动化系统设计和工程的技术人员来说，如何有效地面对这样的局面是最为重要的。Anybus网关产品的出现，为我们提供了一种解决问题的新手段。正如前面所提到的，工业网络标准被控制在少数几个大型自动化企业中，虽然这些企业能够提供种类齐全的产品，但很多情况下一个系统全部选择一家的产品未必是最佳的方案，而不同厂家的产品构成一个系统就要面临网络互联的问题，Anybus网关为实现不同网络的联接提供了成熟而全面的解决方案。有了网络互联解决方案，在工程设计中就可以更多地考虑产品本身的功能和性能，减少网络不同所造成的障碍。  网关在系统升级改造项目中也有重要作用，通过网关可以实现新旧系统的联接。这样在改造过程中不必将所有设备全部更换，又能实现整个系统的整体运行，从而最大程度地发挥设备的作用。 网关还在控制系统与信息系统互联中起到桥梁的作用，使用Anybus网关可以方便地将现场总线数据接入工业以太网，从而形成整个工厂的透明信息流。

参考文献

[1]张浩.《现场总线与工业以太网应用技术手册》.上海：上海科学技术出版社，2002。

[2] 顧洪军.《工业企业网与现场总线》. 北京：人民邮电出版社，2002。

作者简介：梁勇（1980-），男，汉族，甘肃省嘉峪关市人，中级工程师，大学本科，工学学士，现从事企业自动化及信息系统开发维护工作，通讯地址：嘉峪关市雄关东路10号诚信广场7023室，邮编：735100，联系电话13993780491。