解析新能源領域運用Ethercat轉Profinet的實際案例

系統架構：在太陽能光伏發電站中，采用Ethercat協議的倍福PLC用于對光伏板陣列的匯流箱、逆變器等設備進行分布式控制和數據采集，監測光伏板的輸出電流、電壓、溫度等參數以及逆變器的工作狀態。而采Profine協議的西門子PLC作為中央控制系統，負責對整個電站的運行進行集中監控和管理，與電網調度系統進行數據交互。捷米特JM-ECAT-PN網關用于連接倍福PLC和西門子PLC，實現兩種不同協議網絡之間的數據通信。

產品特點

? 應用廣泛：應用于支持PROFINET接口的變頻器、步進電機、伺服驅動器、儀表、PLC、DCS、FCS等等。

? 配置簡單：用戶不必了解PROFINET和EtherCAT細節，只需要參考手冊，根據要求就能配置網關，不需要復雜編程，即可在短時間內實現連接功能。

技術指標

? ECAT-PN在EtherCAT一側為EtherCAT從站，在PROFINET一側作為PROFINET從站。

? EtherCAT側輸入輸出各式512字節

? 支持標準的PROFINET/IO協議

? PROFINET支持的最多16個槽位，支持最大的輸入字節數為1440字節，最大的輸出字節為1440字節，輸入輸出字節的長度由TIA Portal設定

? 供電：24VDC(±5％)，最大功率3.5W

? 工作環境溫度：-25～55℃，濕度≤95%

? 外形尺寸：34mm（寬）×110mm（高）×70mm（厚）

? 安裝方式：35mm導軌

? 防護等級：IP20

連接與配置：將捷米特JM-ECAT-PN網關的Ethercat端口與倍福PLC相連，作為Ethercat從站接收倍福PLC發送的關于光伏設備的運行數據。網關的Profinet端口與西門子 PLC 連接，作為Profinet從站將數據傳輸給西門子PLC。在西門子PLC的Profinet配置軟件中添加網關設備，設置網關的IP地址、設備名稱等參數，并配置輸入輸出數據長度，以確定從倍福PLC接收的數據范圍和格式。在倍福PLC的Ethercat配置環境中，設置網關的Ethercat從站參數，如站地址等，使網關與倍福PLC建立通信連接。以下為具體配置方法：

首先導入XML文件

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

配置ECAT-PN模塊

新建工程

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

進入VS開發環境；

在TC3主菜單欄執行“文件”-“新建（N）”-“項目（P）…”；

或者在Open界面下執行“New TwinCAT Project…”

選擇TwinCAT Project，修改工程名稱，點擊“確定”；

之后顯示如下界面：

在TC3內安裝EtherCAT主站網卡驅動，點擊主菜單欄“TwinCAT”下的“Show Realtime Ethernet Compatible Devices…”，選擇本機網卡，點擊“Install”；

若成功安裝網卡后顯示如下界面：

掃描從站設備

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

點擊“確定”按鈕，彈出“1 new I/O devices found”對話框，選擇所需要的Ethernet接口，點擊“OK”；

如下圖所示：

點擊“是（Y）”將掃描從站設備；

選擇是否進入“Activate Free Run”,點擊“否”；

正常掃描到如下設備：

以上就是通過捷米特JM-ECAT-PN網關實現了光伏電站中不同協議PLC之間的數據交互，西門子PLC能夠實時獲取光伏板和逆變器等設備的運行數據，進行數據分析和處理，實現對電站的遠程監控和管理。例如，當檢測到某組光伏板的輸出功率異常時，可通過西門子PLC發出指令，由倍福PLC控制相應的設備進行調整或報警，提高了光伏發電站的運行效率和可靠性，減少了人工巡檢的工作量和成本。

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審核編輯 黃宇