西门子 S7-1200 通过 TIA Portal 实现对 MINAS A6 伺服的控制

西门子 S7-1200 通过 TIA Portal 实现对 MINAS A6 伺服的控制

项目目标

本方案旨在解决一个典型工业场景中的协议兼容性问题：西门子 S7-1200 PLC 本身不支持 CANopen 接口，但现场设备（松下伺服）仅提供 CANopen 通信能力。为此，引入 WL-ABC3033 协议网关，作为 PROFINET 与 CANopen 之间的桥梁，实现主站对从站伺服驱动器的实时控制。

关键设备选型依据

为确保系统稳定性和开发效率，各组件选择均基于以下标准：

PLC：选用西门子 S7-1212C，因其具备标准 PROFINET IO 控制器功能，且广泛用于中小型自动化系统。

伺服驱动器：经调研松下全系产品，最终选定 MADLN15SG（MINAS A6B 系列）。该型号明确支持 CANopen 通信协议，符合 CiA 402 运动控制规范，并提供官方 EDS 文件，便于主站配置。

PROFINET 转 CANopen 协议网关：采用 WL-ABC3033其兼具 PROFINET 从站 与 CANopen 主站 双重角色，且配套配置工具 ESCP-CAN 支持 EDS 导入与 PDO 映射，适配性良好。

系统架构

整个控制链路由三层构成：

控制层：S7-1200 PLC（PROFINET 主站）

转换层：PROFINET 转 CANopen 网关（PROFINET 从站 + CANopen 主站）

执行层：松下 MADLN15SG 伺服驱动器（CANopen 从站）

物理连接上，PLC 与网关通过标准以太网线互联；网关通过 CAN_H / CAN_L 双绞线连接伺服，终端电阻由伺服内部自动启用（默认开启），无需外接。

TIA Portal（博途）组态流程

1. 导入 GSD 文件

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获取 WL-ABC3033 PROFINET 转 CANopen 协议网关的 GSDML 文件，在 TIA Portal 中通过“选项 → 安装 GSD”完成导入。重启软件后，设备将出现在硬件目录中。

2. 网络组态

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将 WL-ABC3033 PROFINET 转 CANopen 协议网关拖入网络视图，分配 IP（如 192-168-20-209）。

在设备属性中定义 输入/输出数据长度。例如：

输出（PLC → 网关）：8 字节（含控制字 + 目标位置）

输入（网关 → PLC）：8 字节（含状态字 + 实际位置）

注意：I/O 长度必须与后续 ESCP-CAN 中的 PDO 映射严格一致，否则通信异常。

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3. 编译下载

完成硬件组态后，编译无误即可将配置下载至 S7-1200。

ESCP-CAN 网关配置详解

使用官方工具 ESCP-CAN 对 WL-ABC3033 PROFINET 转 CANopen 协议网关进行深度配置：

步骤 1：建立连接

PC 与网关处于同一子网，通过软件自动发现设备并登录。

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步骤 2：加载 EDS

导入松下提供的 MADLN15SG.eds 文件，使网关识别伺服对象字典。

步骤 3：设置 CANopen 参数

波特率：250 kbit/s（与伺服默认值匹配）

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节点地址：1（若伺服 NodeID 已修改，需同步调整）

启动行为：勾选“自动进入 Operational 状态”

步骤 4：PDO 映射

RPDO1（接收）：映射 0x6040（Controlword）和 0x607A（Target Position）

TPDO1（发送）：映射 0x6041（Statusword）和 0x6064（Position Actual Value）

将上述数据按顺序打包，并指定其在 PROFINET I/O 区的偏移地址（如输出起始字节=100）

配置完成后点击“Download to Device”，重启网关生效。

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调试建议

初次上电时，先在 ESCP-CAN 的 Monitor 窗口 观察 PDO 数据是否流动；

若伺服未响应，检查其面板显示是否为 “CO”（CANopen 模式）；

使用博途“在线和诊断”功能，确认 PROFINET 连接状态为“良好”；

必要时用 USB-CAN 分析仪抓包，验证 CANopen 报文格式。

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结语

本方案通过成熟的协议转换手段，成功打通了西门子主流 PLC 与松下 CANopen 伺服之间的通信壁垒。整个实施过程强调 配置一致性（GSD ↔ EDS ↔ PDO ↔ I/O 映射）和 状态机合规性，为类似异构系统集成提供了可复用的技术路径。

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