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工業以太網

工業通訊 | 虹科HK-OEM通訊模塊讓質量流量控制器輕松集成工業以太網

  2021年04月13日  

  質量流量控制器(Mass Flow Controller縮寫為MFC)用于對于氣體或者液體的質量流量進行精密測量和控制。它由一個入口,一個出口,一個質量流量傳感器和一個比例控制閥組成,質量流量傳感器采集的數據與控制器輸入信號進行比較,并相應地調節比例閥以達到所需流量。

  MFC常用于制藥、生物技術、石油、天然氣、化學和工業氣體行業以及食品和飲料等領域。

  傳統的質量流量控制器常采用模擬量,數字量或RS485等作為其控制器的輸入信號的連接方式。而隨著工業4.0的快速發展,傳統的MFC設備在現場應用中遇到越來越多的阻礙,這對MFC制造商提出了許多挑戰。

  傳統質量流量控制器面臨的問題

  1. 無法兼容現場PLC控制器

  如今,在各行各業的現場應用中也開始逐步引入了通訊速率更高、實時性更好的如PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT等通訊方式的PLC控制器,而質量流量控制器本身應用領域比較廣,需要現場控制器給其發送控制參數或者采集現場數據,因此傳統的質量流量控制無法與現場PLC相兼容,

  2. 集成各通訊協議難度大

  PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT等通訊協議本身在開發難度上比較大,開發周期也很長,MFC制造商需要對相應的通訊協議研究比較深入才能獨立實現相應的協議代碼,顯然,這并不是一種很好的解決方案。

  虹科HK-OEM通訊模塊讓質量流量控制器輕松連接西門子PLC

  1. HK-OEM通訊模塊原理

  HK-OEM嵌入式通訊模塊是一款適用于工業以太網和現場總線協議的嵌入式IC模塊, 其對用戶開放了2種串行接口,包括USART接口(標準Modbus RTU協議)和SPI接口,與主控MCU應用程序交換實時網絡數據,從而將您的設備集成到相應的網絡而無需大量的開發工作。模塊上可運行PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP、CANopen、Profibus、DeviceNet、CC-Link等實時通信協議。

  2. 質量流量控制器中集成PROFINET通訊為例

  本案例中可以采用虹科HK-PNSOEM型號的通訊模塊,作為MFC與PROFINET控制器(如西門子S7-1200 PLC)之間通訊的“中間件”,用戶只需要根據虹科HK-PNSOEM通訊模塊預留的外圍硬件電路接口,實現原有MFC與該通訊之間的USART通訊或SPI通訊即可集成PROFINET通訊接口,從而無需用戶去熟悉與PROFINET協議相關的內容?,F場應用中,熟悉PROFINET網絡組態的工程師,可直接利用虹科HK-PNSOEM通訊模塊配套的gsd文件導入到配置軟件中進行配置,便可建立與MFC設備之間的PROFINET通訊。

  實現流程如下:

  2.1、參考虹科HK-PNSOEM通訊模塊數據手冊,設計所需的外圍硬件電路,包括MCU與該OEM模塊間的USAST或SPI電路、網口電路、電源供電等;

  2.2、在MFC主控程序中根據虹科HK-PNSOEM通訊模塊規定的數據報文格式(標準Modbus協議),實現相應的數據交互程序代碼;

  2.3、將集成好PROFINET通訊接口的MFC設備與PLC主站之間進行PROFINET通訊測試,導入相應的gsd文件到主站配置軟件(如西門子TIA Portal)中進行網絡組態;

  2.4、在實際的現場應用中驗證對MFC控制參數設備和監測現場數據。

  3. HK-PNSOEM通訊模塊的關鍵特性

  √ 支持PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP、CANopen、Profibus、DeviceNet、CC-Link等實時通信協議。

  √ 對用戶開放了2種串行接口,包括USART接口和SPI接口

  √ 使用標準Modbus協議規范

  √支持工業以太網的雙端口交換機功能

  總結

  通過HK-OEM通訊模塊可以讓質量流量控制器輕松集成像PROFINET等現場總線或工業以太網,且無需對原有設備做太多修改,從而極大的節約開發工作量和開發成本,輕松的實現與現場應用中各種PLC控制器之間的通訊。同樣的,該模塊也可以這種方式集成到其他設備中,如RFID,工業讀寫器,稱重設備,罐裝設備等。

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