L-Ethercat设备数据 转 IEC61850项目案例

目录
1 案例说明
2 VFBOX网关工作原理
3 准备工作
5 设置网关采集ETHERCAT数据
6 用IEC61850协议转发数据
7 网关使用多个逻辑设备和逻辑节点的方法
8 安装NPCAP
9 案例总结

1 案例说明

1. 设置网关采集EtherCAT设备数据
2. 把采集的数据转成IEC61850协议转发给其他系统。

2 VFBOX网关工作原理
VFBOX网关是协议转换网关，是把一种协议转换成另外一种协议。网关可以采集西门子，欧姆龙，三菱，AB PLC，DLT645，DLT698电表，modbus rtu tcp，环保的HJ212协议，opc ua和opc da，电力的IEC103 IEC104， IEC61850等，以及EthernetIP，Profinet IO，CCLink，EtherCAT现场总线协议，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver数据库。不同型号的网关支持不同的协议，具体支持的协议参考网关侧面标签上的型号。依托500多种型号的网关产品，可以实现多种不同协议之间的互联互通。
网关连接在不同协议的设备之间，就像一个“翻译”，把一种设备支持的协议，转换成另一种设备支持的协议，从而实现两个不同协议的设备之间的数据交换。工作架构如下：

3 准备工作

1. 仰科网关。支持采集EtherCAT设备数据，IEC61850协议转发。
2. 电脑。IP设置成192.168.1.198，和网关在同一个网段。
3. 网线、12V电源。

4 获取cat设备的点位信息

1. Cat设备IN口通过网线连接到电脑，关闭电脑上的其他网口
2. 关闭VS软件
3. 打开cmd程序“命令提示符”，用管理权限运行。
   
4. 更改目录到下图所示的目录。C:Program FilesVFBOXStudioRuntimebin>
   
5. 输入：EtherCATSlaveInfo.exe。回车。如果没有获取到设备信息，则重新安装npcap软件。运行正常，则输出电脑上的网卡信息。
   
6. 选中和所连接网口对应的device，如果不知道是哪个网口信息，可以都测试一下。如下所示：
   C:Program FilesVFBOXStudioRuntimebin>EtherCATSlaveInfo.exe DeviceNPF_{E8BAD55C-B9A8-439D-9A1F-52A78912EC64} -map
7. 会显示cat设备的map信息。
   Slave:1 //设备ID
   Name:VAT vacuum valve
   Output size: 184bits
   Input size: 200bits
   State: 4
   Delay: 0[ns]
   Has DC: 1
   DCParentport:0
   Activeports:1.0.0.0
   Configured address: 1001
   Man: 00000549 ID: 02010616 Rev: 00010001
   SM0 A:1000 L: 128 F:00010036 Type:1
   SM1 A:1080 L: 128 F:00010032 Type:2
   SM2 A:1100 L: 23 F:00010074 Type:3
   SM3 A:1d00 L: 25 F:00010030 Type:4
   FMMU0 Ls:00000000 Ll: 23 Lsb:0 Leb:7 Ps:1100 Psb:0 Ty:02 Act:01
   FMMU1 Ls:00000017 Ll: 25 Lsb:0 Leb:7 Ps:1d00 Psb:0 Ty:01 Act:01
   FMMUfunc 0:1 1:2 2:3 3:0
   MBX length wr: 128 rd: 128 MBX protocols : 0c
   CoE details: 2f FoE details: 01 EoE details: 00 SoE details: 00
   Ebus current: 0[mA]
   only LRD/LWR:0
   PDO mapping according to CoE :
   SM2 outputs // outputs是点位类型
   addr b index: sub bitl data_type name
   [0x0000.0] 0x2300:0x02 0x20 REAL32 Target Pressure
   [0x0004.0] 0x2200:0x02 0x20 REAL32 Target Position //Target Position是点位名称，[0x0004.0]是地址，REAL32是数据类型float
   [0x0008.0] 0x2401:0x14 0x20 REAL32 Pressure Input Digital Sensor 1
   [0x000C.0] 0x2402:0x14 0x20 REAL32 Pressure Input Digital Sensor 2
   [0x0010.0] 0x2002:0x00 0x08 INTEGER8 Control Mode
   [0x0011.0] 0x2F00:0x06 0x10 UNSIGNED16 General Control Setpoint
   [0x0013.0] 0x2F00:0x07 0x20 REAL32 Pressure Ramp Time
   SM3 inputs // inputs是点位类型
   addr b index: sub bitl data_type name
   [0x0017.0] 0x2300:0x01 0x20 REAL32 Actual Pressure
   [0x001B.0] 0x2401:0x18 0x20 REAL32 Pressure Sensor 1
   [0x001F.0] 0x2402:0x18 0x20 REAL32 Pressure Sensor 2
   [0x0023.0] 0x2200:0x01 0x20 REAL32 Actual Position //Actual Position是点位名称，[0x0023.0] 是地址，设置到网关中是0x23-0x17=12 （网关中填写10进制）
   [0x0027.0] 0x2002:0x00 0x08 INTEGER8 Control Mode
   [0x0028.0] 0x2030:0x03 0x10 UNSIGNED16 Error Number
   [0x002A.0] 0x2F00:0x0D 0x10 UNSIGNED16 General Status
   [0x002C.0] 0x2F00:0x0E 0x10 UNSIGNED16 General Warnings
   [0x002E.0] 0x2F00:0x0F 0x10 UNSIGNED16 Extended Warnings
   End slaveinfo, close socket
   End program

5 设置网关采集EtherCAT数据

1. 安装VFBOX Studio软件。打开软件后，点击新建工程，设备类型选择实际网关的型号。可选的型号有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.
   
2. 点击“新建设备”，驱动类型选择如下。
   
3. 输入设备地址：
   
4. 添加Target Position 标签。写数据给EtherCAT设备
   
5. 添加Actual Position标签，读取EtherCAT设备数据。
   
6. 配置完成后点击菜单“下载”，把工程下载到网关里。
7. 点击菜单“查看数据”，查看网关采集到的数据。
   

6 用IEC61850协议转发数据

1. 启用IEC61850服务。
   

选项 说明
启用 Yes:启动61850功能
启用上报 Yes：启动网关的自动上报功能，定时上报，数据有变化也上报。
端口 102．网关的侦听端口，一般不修改。
上报触发GI 数据有变化就上报数据。需把“启用上报”设置成YES
上报周期间隔 网关自动上报数据的间隔。单位毫秒。
控制模式 控制模式：
Select before operate：选控。选择变量后再控制
Sbow：select with value
Direct：直控。直接控制
上报实例数量 上报的主站数量。如果需要多个，可根据主站需求设置
上报实例简单名称 Yes：只有名称。
No：包含设备名称，路径等信息。
数据集内容 设置DA，则会导出DA数据集
设置DO，则会导出DO数据集
SPS附加属性
MV附加属性
APC选择属性 设置成Yes，则导出的ICD文件中包含相应信息。
设置成No，则导出的ICD文件中不包含相应信息。

IED名称 网关的IED名称
逻辑设备名称 逻辑设备名称
注：以上参数如果不确定，一般使用默认即可，主站有特殊需求在进行相应的修改。另外可让主站提供ICD文件的样例，也可以对照进行修改。

2. 添加要转发的数据。
   

选项 说明
SPS单点状态 遥信数字量DI点，布尔量状态上报。点位名称：Ind1, Ind2, Ind3 ... （I是大写的i）
INS整数状态 遥信多状态DI点，多布尔量状态上报。
SPC可控单点 遥控输出量DO点，平台控制布尔量。点位名称：SPCSO1, SPCSO2, SPCSO3。（O是大写的o，不是数字0）
MV测量 遥测模拟量AI点。模拟量上报。点位名称：AnIn1, AnIn2, AnIn3 ...（I是大写的i）
APC可控模拟设点 遥调。平台下发设置模拟量。点位名称：APC1,APC2...

3. 如果需要平台可以下发控制，需要把变量放在“SPC可控单点”，“APC可控模拟设点”。
   “SPS单点状态”和“SPC可控单点”是开关量。
   “MV测量值”和“APC可控模拟设点”是数据模拟量。
4. 设置完成后，点击菜单“下载”，把工程下载到网关中。

7 网关使用多个逻辑设备和逻辑节点的方法

1. 在一些采集的数据量大的场合，比如超过1000个点，建议建多个逻辑设备。
2. 如下图所示，把“逻辑设备名称”清空。保留IED名称。
   
3. 按如下方式设置标签名称。
   

标签名称 说明
DEV1 DEV1是逻辑设备名称，一个逻辑设备名称下的点数（不是逻辑节点）不超过200个。点数多，则设置多个逻辑设备。
GGIO1 GGIO1：逻辑节点名称。同一个逻辑设备下，可以设置多个逻辑节点。

8 安装npcap

1. 到控制面板下，卸载已安装的npcap，或者wincap软件
   
2. Npcap程序在安装目录下的others目录下。
   
3. 安装npcap

9 案例总结
使用协议转换网关可以很方便的实现不同协议的设备之间的数据转换。大量节省了项目实施过程的时间成本，人力成本。VFBOX网关产品都是工业级品质，符合工业应用的场景。只需要简单的参数配置，可以很快完成设备和系统之间的连接。方案优点：

1. 不需要修改设备里的程序。
2. 不影响设备原有的工作方式和功能。
3. 只需要简单的配置就可以实现功能需求。
4. 设备长期稳定工作。
5. 网关运行架构如下

审核编辑 黄宇