RS485 RS232转PROFINET（PROFINET转RS232 RS485）网关连接西门子PLC和工业条码扫描枪配置案例

前言：
由于PROFINET网络协议逐渐在各种行业中得到广泛应用，同时条码技术的成熟和广泛应用，生产厂家采用条码标识其产品，在生产、库存、发货、销售、售后中采集产品信息，将扫码扫上来的数据要传送在PROFINET网络,这种需求越来越多的情况下，不同协议之间可以实现协议转换就尤为重要，此方案是以微硬创新协议转换网关为例，介绍如何实现PROFINET和RS232/RS485串口自由协议的数据交换，实现RS485/ RS232转PROFINET,或者PROFINET转RS485/RS232数据通讯。
项目概述：
本项目现场是在国内某自动化项目，该PLC系统使用的是西门子S7-1200 PLC，支持 PROFINET 工业以太网协议;工业条码扫码枪，提供 RS23和RS485串口，支持自家公司定义的连续输出协议俗称串口自定义协议;协议转换网关为微硬创新PROFINET转RS232/RS485协议转换网关PNRS232-K20或者PNRS485-K20
项目拓扑图：
 

项目目的：
通过RS485/RS232转PROFINET网关完成协议转换之后，实现PLC通过RS232/RS485串口和扫码枪连接，采集扫码枪扫上来的数据要传送在PROFINET网络，本案例中，汽车生产线上的条码打印机，根据底盘排产计划打印整车VIN号，扫描整车VIN号俗称十七位码，它包含了车辆的生产厂家、年代、车型、车身型式及代码、发动机代码及组装地点等信息,并且读入VIN码数据库、VIN码历史数据库、重复打标库等数据管理系统，系统不允许重复打标，如发现重复打标，计算机报警等操作，并可以查询统计功能，方便进行现场维护和数据分析。
项目方案：
由于扫码枪有RS232/RS485通讯接口，支持串口自定义协议，作为从站，PLC 支持 PROFINET 以太网通讯协议，作为 PROFINET 主站， PLC和扫码枪的协议是不同的，所以PLC是不能直接采集扫码枪的数据的，需要通过RS485 /RS232转PROFINET/ROFINET转RS485/RS232协议转换模块实现不同协议间的数据交换。这样就可以实现S7-1200 PLC实时采集扫码枪扫的各种参数，不但在现场可以查看扫码枪的各种参数，也能在监控中心远程监控扫码枪扫上来的各种数据，方便工程师进行现场维护和数据分析。
产品清单：
1、RS232转PROFINET网关或者RS485转PROFINET网关：PNRS232-K20或者PNRS485-K20
2、条码扫描枪：RS232和RS485串口自定义协议
3、PLC：西门子S7-1200
4、软件：博图（博途）
产品概述：

1、 RS232/RS485转PROFINET（PROFINET转RS232/RS485）概述：
1.1 网桥能够实现RS232/RS485接口仪表、变频器、综保、软启动器等设备接入到S71500、S71200、CPU315-2PN/DP、S7400等PROFINET网络系统；
1.2 为自由协议RS232/RS485转PROFINET网关，是串口PROFINET网关的一种；在PROFINET一侧是PROFINET IO 从站，在串口一侧物理接口RS232/RS485，支持基于RS232/RS485的自由协议通信；
1.3 自由协议报文内容是通过主站S71500、S71200、CPU315-2PNDP、S7400等PLC的编程实现。基于时间的周期发送控制不需编程，可在主站配置（如博图、STEP7）中选择不同周期间隔的发送；基于事件的发送需要编程控制。通过编程可灵活控制四种收发模式（发收发收、发发、收发收发、收收）。
1.4 可用于一对一集成RS232/RS485自由协议设备，满足各种串口设备仪表连接PROFINET网络，实现PROFINET控制器监控串口自由协议设备的技术要求。
1.5 RS485/RS232转PROFINET（PROFINET转RS485/RS232）网关相关参数：
串口端支持自由协议，通过编程可灵活控制四种收发模式（发收发收、发发、收发收发、收收）；
串口参数：
①工作方式：半双工；
②波特率：300、600、1200、2400、4800、9600、19.2K、38.4K、57.6K、115.2Kbps可选；
③数据位：8位； 
④校验位：无、奇、偶、标志、空格可选；
⑤停止位：1、2位可选；

2、条码扫描枪概述：条码扫描枪简称条码枪，又称为条形码扫描枪、条码阅读器、条形码扫描器。用于读取一维条码、二维条码所包含的信息，把读取的条码内容传输到电脑或者其它设备。扫描技术：激光、红光、影像； 传输方式有：有线、无线； 读取条码类型：一维、二维；

3、西门子S7-1200PLC概述：西门子PLC S7-1200系列是专门为中小型自动化控制系统设计的可编程序逻辑控制器，用于处理机械设备制造和工厂建造中的开环和闭环控制任务;

4、博图（博途）软件概述：TIA博途是全集成自动化软件TIA portal的简称，是西门子工业自动化集团发布的一款全新的全集成自动化软件，它是业内采用统一的工程组态和软件项目环境的自动化软件，几乎适用于所有自动化任务，借助该全新的工程技术软件平台，用户能够快速、直观地开发和调试自动化系统;
案例说明：
微硬创新生产的PROFINET转RS232/RS485网关在此项目使用时，不需要进行复杂的编程，只需根据扫码枪每次扫码，传上来的最大字节数，进行简单的配置即可,所以在使用本转换网桥时，需要关心的以下几点：
（1） 被连扫码枪属于哪种工作方式？
本产品通过配置，支持4 种的工作方式： 
1.发收发收    2.发发    3.收发收发    4.收收。
本案例中，汽车生产线上的条码打印机，根据底盘排产计划打印整车VIN号，扫描整车VIN号，系统自动生成上线序列号，同时驱动刻字机，把对应的VIN号刻在底盘上。所以只需设置成收收模式即可。
（2） 被连扫码枪设备的通讯速率是多少？
    本产品支持的波特率包括：300、600、1200、 2400、4800、9600、19.2K、38.4 K、57.6K、115.2K等;本例扫码枪的和网关接口的通讯速率为9600bit/s。
（3） 扫码枪通讯接口是什么？
本产品ProfiNet转RS232或者RS485网桥支持2种通讯接口;本例扫码枪同时支持RS232和RS485接口
（4） 扫码枪每次扫描上来的数据长度是多少？
本产品支持输入数据长度500个字节，输出数据长度500个字节。输入和输出总数据长度1000个字节。
本案例中扫描的VIN号共17位字符，所以只需配置输出17个字节的数据长度。
案例配置：
导入GSDML创建新项目
（1）PROFINET转RS232/RS485网关配置： 打开博途软件 “TIA Portal V13 ”创建新项目— 输入项目名称，选取项目保存路径，然后选择“创建”按钮，建立新项目 
 

（2）PROFINET转RS232/RS485网关配置：点击添加新设备，本例选取的是西门子PLC1200，选取所应用的PLC型号，点击“确认”，进入硬件组态界面。
 

（3）PROFINET转RS232/RS485网关配置：在“选项”窗口选择“管理通用站文件GSD”，安装GSD文件。

 

 

（4）PROFINET转RS485/RS232网关配置：设备组态-----进行网关的硬件组态 
 

 

 

 

（5） RS232/RS485转PROFINET网关配置：硬件组态----配置输入的数据量 

 

（6） RS232/RS485转PROFINET网关配置：根据扫码枪的通讯格式及通讯方式，进行配置因为网关是收收模式，所以MS Choose 选择Slave。其中收发收发也选择该模式。如果是发发或者发收发收模式则MS Choose 选择Master。
 

(7)RS232/RS485转PROFINET网关配置：硬件组态----编译下载程序 

(8) RS485/RS232转PROFINET网桥配置：读数据测试 

   
项目总结：
经过上面简单的配置，通过RS232 RS485转PROFINET/ROFINET转RS232 RS485协议转换模块实现不同协议间的数据交换,用户可以很轻松的完成RS232 RS485串口自定义协议和PROFINET的协议转换，在PROFINET总线协议下读写RS232 RS485串口设备的数据,这样就可以实现S7-1200 PLC实时读取条码扫描枪的各种参数，并且读入VIN码数据库、VIN码历史数据库、重复打标库等数据管理系统，系统不允许重复打标，如发现重复打标，计算机报警等操作，并可以查询统计功能，方便进行现场维护和数据分析。

审核编辑 黄昊宇