虹科HK-OEM通讯模块让质量流量控制器轻松集成工业以太网

质量流量控制器(Mass Flow Controller缩写为MFC)用于对于气体或者液体的质量流量进行精密测量和控制。它由一个入口,一个出口,一个质量流量传感器和一个比例控制阀组成,质量流量传感器采集的数据与控制器输入信号进行比较,并相应地调节比例阀以达到所需流量。

MFC常用于制药、生物技术、石油、天然气、化学和工业气体行业以及食品和饮料等领域。传统的质量流量控制器常采用模拟量,数字量或RS485等作为其控制器的输入信号的连接方式。而随着工业4.0的快速发展,传统的MFC设备在现场应用中遇到越来越多的阻碍,这对MFC制造商提出了许多挑战。

传统质量流量控制器面临的问题

1.无法兼容现场PLC控制器

如今,在各行各业的现场应用中也开始逐步引入了通讯速率更高、实时性更好的如PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT等通讯方式的PLC控制器,而质量流量控制器本身应用领域比较广,需要现场控制器给其发送控制参数或者采集现场数据,因此传统的质量流量控制无法与现场PLC相兼容,

2.集成各通讯协议难度大

PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT等通讯协议本身在开发难度上比较大,开发周期也很长,MFC制造商需要对相应的通讯协议研究比较深入才能独立实现相应的协议代码,显然,这并不是一种很好的解决方案。

虹科HK-OEM通讯模块让质量流量控制器轻松连接西门子PLC

1.HK-OEM通讯模块原理

HK-OEM嵌入式通讯模块是一款适用于工业以太网和现场总线协议的嵌入式IC模块, 其对用户开放了2种串行接口,包括USART接口(标准Modbus RTU协议)和SPI接口,与主控MCU应用程序交换实时网络数据,从而将您的设备集成到相应的网络而无需大量的开发工作。模块上可运行PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP、CANopen、Profibus、DeviceNet、CC-Link等实时通信协议。

2.质量流量控制器中集成PROFINET通讯为例

本案例中可以采用虹科HK-PNSOEM型号的通讯模块,作为MFC与PROFINET控制器(如西门子S7-1200 PLC)之间通讯的“中间件”,用户只需要根据虹科HK-PNSOEM通讯模块预留的外围硬件电路接口,实现原有MFC与该通讯之间的USART通讯或SPI通讯即可集成PROFINET通讯接口,从而无需用户去熟悉与PROFINET协议相关的内容。现场应用中,熟悉PROFINET网络组态的工程师,可直接利用虹科HK-PNSOEM通讯模块配套的gsd文件导入到配置软件中进行配置,便可建立与MFC设备之间的PROFINET通讯。

实现流程如下:

2.1 参考虹科HK-PNSOEM通讯模块数据手册,设计所需的外围硬件电路,包括MCU与该OEM模块间的USAST或SPI电路、网口电路、电源供电等;

2.2 在MFC主控程序中根据虹科HK-PNSOEM通讯模块规定的数据报文格式(标准Modbus协议),实现相应的数据交互程序代码;

2.3 将集成好PROFINET通讯接口的MFC设备与PLC主站之间进行PROFINET通讯测试,导入相应的gsd文件到主站配置软件(如西门子TIA Portal)中进行网络组态;

2.4 在实际的现场应用中验证对MFC控制参数设备和监测现场数据。

3. HK-PNSOEM通讯模块的关键特性

  • 支持PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、Modbus TCP、CANopen、Profibus、DeviceNet、CC-Link等实时通信协议。
  • 对用户开放了2种串行接口,包括USART接口和SPI接口
  • 使用标准Modbus协议规范
  • 支持工业以太网的双端口交换机功能

总结

通过HK-OEM通讯模块可以让质量流量控制器轻松集成像PROFINET等现场总线或工业以太网,且无需对原有设备做太多修改,从而极大的节约开发工作量和开发成本,轻松的实现与现场应用中各种PLC控制器之间的通讯。同样的,该模块也可以这种方式集成到其他设备中,如RFID,工业读写器,称重设备,罐装设备等。

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