解析新能源領(lǐng)域運(yùn)用Ethercat轉(zhuǎn)Profinet的實(shí)際案例

系統(tǒng)架構(gòu)：在太陽(yáng)能光伏發(fā)電站中，采用Ethercat協(xié)議的倍福PLC用于對(duì)光伏板陣列的匯流箱、逆變器等設(shè)備進(jìn)行分布式控制和數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)光伏板的輸出電流、電壓、溫度等參數(shù)以及逆變器的工作狀態(tài)。而采Profine協(xié)議的西門(mén)子PLC作為中央控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)電站的運(yùn)行進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。捷米特JM-ECAT-PN網(wǎng)關(guān)用于連接倍福PLC和西門(mén)子PLC，實(shí)現(xiàn)兩種不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信。

產(chǎn)品特點(diǎn)

? 應(yīng)用廣泛：應(yīng)用于支持PROFINET接口的變頻器、步進(jìn)電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、儀表、PLC、DCS、FCS等等。

? 配置簡(jiǎn)單：用戶(hù)不必了解PROFINET和EtherCAT細(xì)節(jié)，只需要參考手冊(cè)，根據(jù)要求就能配置網(wǎng)關(guān)，不需要復(fù)雜編程，即可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)連接功能。

技術(shù)指標(biāo)

? ECAT-PN在EtherCAT一側(cè)為EtherCAT從站，在PROFINET一側(cè)作為PROFINET從站。

? EtherCAT側(cè)輸入輸出各式512字節(jié)

? 支持標(biāo)準(zhǔn)的PROFINET/IO協(xié)議

? PROFINET支持的最多16個(gè)槽位，支持最大的輸入字節(jié)數(shù)為1440字節(jié)，最大的輸出字節(jié)為1440字節(jié)，輸入輸出字節(jié)的長(zhǎng)度由TIA Portal設(shè)定

? 供電：24VDC(±5％)，最大功率3.5W

? 工作環(huán)境溫度：-25～55℃，濕度≤95%

? 外形尺寸：34mm（寬）×110mm（高）×70mm（厚）

? 安裝方式：35mm導(dǎo)軌

? 防護(hù)等級(jí)：IP20

連接與配置：將捷米特JM-ECAT-PN網(wǎng)關(guān)的Ethercat端口與倍福PLC相連，作為Ethercat從站接收倍福PLC發(fā)送的關(guān)于光伏設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)的Profinet端口與西門(mén)子 PLC 連接，作為Profinet從站將數(shù)據(jù)傳輸給西門(mén)子PLC。在西門(mén)子PLC的Profinet配置軟件中添加網(wǎng)關(guān)設(shè)備，設(shè)置網(wǎng)關(guān)的IP地址、設(shè)備名稱(chēng)等參數(shù)，并配置輸入輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，以確定從倍福PLC接收的數(shù)據(jù)范圍和格式。在倍福PLC的Ethercat配置環(huán)境中，設(shè)置網(wǎng)關(guān)的Ethercat從站參數(shù)，如站地址等，使網(wǎng)關(guān)與倍福PLC建立通信連接。以下為具體配置方法：

首先導(dǎo)入XML文件

將捷米特JM-ECAT-PN模塊從站的XML文件復(fù)制粘貼至TwinCAT3安裝目錄（默認(rèn)安裝路徑）：C:TwinCAT3.1ConfigIoEtherCAT；

配置ECAT-PN模塊

新建工程

打開(kāi)安裝好的TC3軟件，在電腦右下角右鍵點(diǎn)擊TC3圖標(biāo)，選擇“TwninCAT XAE(TcXaeShell)”

進(jìn)入VS開(kāi)發(fā)環(huán)境；

在TC3主菜單欄執(zhí)行“文件”-“新建（N）”-“項(xiàng)目（P）…”；

或者在Open界面下執(zhí)行“New TwinCAT Project…”

選擇TwinCAT Project，修改工程名稱(chēng)，點(diǎn)擊“確定”；

之后顯示如下界面：

在TC3內(nèi)安裝EtherCAT主站網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)擊主菜單欄“TwinCAT”下的“Show Realtime Ethernet Compatible Devices…”，選擇本機(jī)網(wǎng)卡，點(diǎn)擊“Install”；

若成功安裝網(wǎng)卡后顯示如下界面：

掃描從站設(shè)備

在上圖中“I/O”展開(kāi)“Devices”的位置，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“Scan”掃描連接的從站或者選中“Devices”后點(diǎn)擊掃描按鈕“

點(diǎn)擊“確定”按鈕，彈出“1 new I/O devices found”對(duì)話(huà)框，選擇所需要的Ethernet接口，點(diǎn)擊“OK”；

如下圖所示：

點(diǎn)擊“是（Y）”將掃描從站設(shè)備；

選擇是否進(jìn)入“Activate Free Run”,點(diǎn)擊“否”；

正常掃描到如下設(shè)備：

以上就是通過(guò)捷米特JM-ECAT-PN網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了光伏電站中不同協(xié)議PLC之間的數(shù)據(jù)交互，西門(mén)子PLC能夠?qū)崟r(shí)獲取光伏板和逆變器等設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。例如，當(dāng)檢測(cè)到某組光伏板的輸出功率異常時(shí)，可通過(guò)西門(mén)子PLC發(fā)出指令，由倍福PLC控制相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)整或報(bào)警，提高了光伏發(fā)電站的運(yùn)行效率和可靠性，減少了人工巡檢的工作量和成本。

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審核編輯 黃宇