西门子PLC连接AGV电池和CANopen驱动器案例：两台PROFINET网关的配置方法

西门子PLC连接AGV电池和CANopen驱动器案例：两台PROFINET网关的配置方法

项目背景

某AGV小车采用西门子S7-1200 PLC作为整车控制器。车载电池管理系统使用厂家自定义CAN协议，行走驱动器使用CANopen协议。

项目要求PLC统一完成以下控制任务：读取电池SOC、总电压、电流和温度；监控BMS故障及接触器状态，控制左右行走驱动器启动、停止和调速；读取驱动器状态、实际速度和故障代码；根据电池状态决定AGV继续运行、限速或者返回充电；在BMS、驱动器或通信异常时停止车辆运行。

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西门子S7-1200本身没有可直接使用的CAN和CANopen接口，因此该项目分别配置两台协议网关：

CAN转PROFINET网关，连接电池BMS；

CANopen转PROFINET网关，连接行走驱动器。

两台网关在PROFINET侧均作为从站，西门子PLC作为PROFINET主站。

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为什么需要两台协议网关？

电池BMS和驱动器虽然都采用CAN物理接口，但上层协议不同。

电池BMS使用厂家自定义CAN协议。报文ID、数据位置、比例系数、字节顺序及故障代码均由电池厂家定义。

驱动器使用CANopen协议，需要处理：

CANopen节点地址；

PDO实时数据交换；

SDO参数配置；

Heartbeat心跳监控；

EMCY紧急报文；

CiA 402驱动器状态机。

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如果只使用普通CAN转换设备，虽然可能收到驱动器的CAN报文，但无法完整承担CANopen主站功能，也不能可靠管理驱动器节点。

因此，本项目使用两台功能不同的网关，将两套设备分别接入PLC：

电池BMS → CAN转PROFINET网关 → 西门子PLC

CANopen驱动器 → CANopen转PROFINET网关 → 西门子PLC

这种方案的关键不只是接口转换，而是由网关分别完成CAN报文解析、CANopen节点管理和PROFINET数据映射，使PLC获得可以直接使用的结构化数据。

使用步骤

西门子PLC一侧的配置

打开西门子PLC组态软件并新建项目。

导入GSD文件（网关设备描述文件，可找供应商索取）

添加网关模块，预先设置好网关的设备名称及IP地址并分配给网关

给网关分配Profinet网络中的输入输出数据长度及映射地址

确认配置无误后将组态下载进PLC，并将参数分配给网关后即完成网关在Profinet一侧的配置。

Canopen一侧的配置

首先打开网关配置软件“CANopen Configuration Studio”

新建项目，选择PN-Canopen

设置网关的Canopen参数如波特率，通讯周期等

在此处设置字节的发送顺序以及IP地址（新版本Profinet从站参数由Profinet主站软件进行分配，此处地址功能已改为下载配置地址，请勿与Profinet地址冲突）

将从站设备描述文件导入网关配置软件。

添加从站设备到工程并进行参数配置

点击错误控制设置主从站的心跳

设置好PDO包含的参数以及通讯类型，最后分配好通道偏移对应好1200plc的输入输出内存映射。

此处可分配canopen从站的一些启动参数，如一些参数的启动默认值等

确认无误后将配置下载到网关。

当网关OK等亮起说明Profinet通讯正常RUN常亮err灯灭说明Canopen物理层连接正常，即可对从站进行读写操作。