SD-GWP4-TCPMODBUS 总线网关控制器
1. 关于本手册
1.1. 本手册的构成
本手册记载了有关系统配置和选型、安装、接线等硬件方面的内容。
关于软件使用的详细说明请参阅对应的软件说明书。
1.2. 排版约定
数字 数字以带有符号点的列表形式显示。
条目1.
条目2.
语法 十进制数是在没有附加指示符的情况下显示的（例如：123）
十六进制数用附加指示符表示（例如：0x00）
1.3. 符号
注意
此符号表示一般注释
警告
此符号表示大多数被忽视的安全通知
1.4. 缩略语
I/O 标准输入端口/标准输出端口
TCP MODBUS TCP
IP 67 防护安全级别
EMC 电磁兼容
POWER 电源输入
VOUT 电源输出
GND 信号地
PE 机壳地
2. 基本安全信息
2.1. 预定用途
SD-GWP4-MODBUS/TCP以下简称TCP网关。
本手册描述TCP网关作为一个协议转换网关连接到MODBUS TCP网络。
2.2. 安装与启动
警告
安装与启动只能由具有充分资质的人员来完成。
合格人员：熟悉产品的安装和操作，并符合本操作所需资格的人员。
任何未经授权的操作或不当使用而造成的损害，都会使承销商的担保无效，经营者有责任确保安全和事故预防条例得到遵守。
表2.2.1 TCP网关试运行所需要的资质
工作内容 | 资质 |
安装、维护 | 实用技术培训 最新工作场所安全法规的知识 |
电气安装 设备更换 | 实用电气技术培训 最新电气安全法规的知识 在每一运行区域（例如：输送系统）启动和操作设备的知识 |
试运行、配置 | 使用 Windows 操作系统的基本知识 用于将MT网关连接到上位机网口和通信建立的基本知识 数据传输的基本知识 |
在每一运行区域的设备操作 | 在每一运行区域（例如：输送系统）启动和操作设备的知识 每一运行区域（例如：输送系统）内软件和硬件环境的知识 |
2.3. 一般安全性须知
调试与检验
进行安装、接线等作业时，请务必在外部断开所有电源后方可进行操作，否则有触电的危险性
运行前仔细阅读用户手册
授权人员
安装与调试只能由具有充分资质的人员来完成。
故障
当出现无法排除的故障时，请停止运行设备，并联系售后维修部门。
2.4. 抗腐蚀性物质
警告
TCP网关一般具有良好的耐化学性和耐油性。当使用在腐蚀性介质（如化学品，机油，润滑油和冷却剂高浓度）之前，必须检测与应用有关的材料兼容性，如果由于这种腐蚀性的煤质而导致TCP网关出现故障或损坏，则不予索赔。
警告
在维修前切断所有电源
注意
为了产品改进，公司保留随时更改产品规格和本手册内容的权利，不另行通知。
3. 安装
3.1. 设备概述
① 安装孔 ⑪ I/O端口7
② MODBUS TCP 2 ⑫ I/O端口6
③ 网络通讯指示灯 ⑬ I/O端口4
④ POWER 2 ⑭ RS485端口2（P02）
⑤ 设备状态指示灯 ⑮ RS485端口0（P00）
⑥ RS485端口1（P01） ⑯ 拨码开关
⑦ 端口指示灯 ⑰ POWER 1
⑧ 端口标记牌 ⑱ MODBUS TCP 1
⑨ RS485端口3（P03） ⑲ PE
⑩ I/O端口5
3.2. 机械连接
设备使用两个M5螺栓固定。
3.3. 电气连接
接地
注意
从外壳到大地请使用低阻抗线缆，且接线尽可能短
电源电压
表3.3.1 电源（7/8端子）
POWER 1 （7/8端子 male） | POWER 2 （7/8端子 female） | PIN | 功能 |
 |  | 1 | GNDA(负载地) |
2 | GNDS(系统地) | ||
3 | PE | ||
4 | US（系统供电） | ||
5 | UA（负载供电） |
注意
尽可能使用不同的电源为网关和负载供电，以减少噪声干扰
POWER 1接口和POWER 2接口均可给网关供电，且可以级联给下一个网关进行供电
总电流＜5A，即使通过菊花链拓展设备，所有设备的总电流也不能超过5A
总线连接
连接使用LAN接口，MODBUS TCP协议。
表3.3.2 总线连接
MODBUS TCP 1 （M12 D-CODE female） | MODBUS TCP 2 （M12 D-CODE female） | PIN | 功能 |
 |  | 1 | TD+ |
2 | RD+ | ||
3 | TD- | ||
4 | RD- |
注意
两个MODBUS TCP端口均可作为主通讯端口与上位机通讯，或作为级联口连接下一网关的MODBUS TCP通讯口
未使用的端口必须安装盖帽，以确保IP 67保护等级
RS485端口
表3.3.3 RS485端口（M12 A-CODE female）
 | PIN | 功能 |
1 | VOUT | |
2 | RS485-A | |
3 | GNDA | |
4 | RS485-B | |
5 | PE |
注意
隔离式RS485接口（信号隔离，电源非隔离）
未使用的RS485端口必须安装盖帽，以确保IP 67保护等级
I/O端口
表3.3.4 I/O端口（M12 A-CODE female）
 | PIN | 功能 |
1 | VOUT | |
2 | Input/Output P2 | |
3 | GNDA | |
4 | Input/Output P4 | |
5 | PE |
注意：1组I/O端口有两路信号（可独立配置为输入/输出模式）
未使用的I/O端口必须安装盖帽，以确保IP 67保护等级
3.4. 输入接线
NPN型
表3.4.1 NPN型输入基本参数
输入ON电压 | < DC +2V |
输入OFF电压 | DC +6V~+VCC |
输入响应时间 | ＜5ms（去抖动时间默认3ms） |
输入信号形式 | 接点或NPN |
输入动作显示 | 输入ON时LED灯亮 |
PNP型
表3.4.2 PNP型输入基本参数
输入ON电压 | DC +6V~VCC |
输入OFF电压 | < DC +2V |
输入响应时间 | ＜5ms（去抖动时间默认3ms） |
输入信号形式 | 接点或PNP |
输入动作显示 | 输入ON时LED灯亮 |
3.5. 输出接线
NPN型
表3.5.1 NPN型输出基本参数
最大负载 | 500mA | |
响应时间 | OFF-ON | ＜5ms |
ON-OFF | ＜5ms | |
输出动作显示 | 输出ON时LED灯亮 |
PNP型
表3.5.2 PNP型输出基本参数
最大负载 | 500mA | |
响应时间 | OFF-ON | ＜5ms |
ON-OFF | ＜5ms | |
输出动作显示 | 输出ON时LED灯亮 |
4. 技术数据
4.1. 尺寸规格
4.2. 物理数据
表4.2.1 物理数据
通信端口 | M12 D-CODE、female |
电源端口 | 7/8端子 |
RS485端口 | M12 A-CODE、female |
I/O端口 | M12 A-CODE、female |
防护等级 | IP 67 |
安装方式 | 2孔螺栓固定 |
接地附件 | M4 |
尺寸（LxWxH） | 225mm×65mm×37.2mm |
外壳材料 | ABS+PC |
4.3. 操作条件
表4.3.1 操作条件
工作温度 | -25°C～+65°C |
储存温度 | -40°C～+80°C |
工作湿度 | 10%~90%（无凝露） |
储存湿度 | 10%~95%（无凝露） |
4.4. 电气数据
表4.4.1 电气数据
网关供电方式 | +12V~+28V DC |
额定电流（总电源） | 5A |
空载电流消耗（24V） | ≤70mA |
RS485端口最大输出电流 | 500mA（1组RS485端口可接8台从设备，此限值共用） |
I/O端口最大输出电流 | 500mA（1组I/O端口有两路信号，此限值共用） |
警告
网关供电电压请勿超过此范围（+12V~28V DC）
单组RS485端口挂接的从设备工作总电流请勿大于500mA
单组I/O端口挂接的设备工作总电流请勿大于500mA
4.5. 规格参数
表4.5.1 技术数据
型号 | SD-GWP4-TCP | SD-GWP4-TCP |
主机接口 | LAN×2，支持级联 | |
主机协议 | MODBUS TCP | |
从站接口 | RS485 | |
从站协议 | Modbus RTU | |
I/O信号 | 8DI/DO（NPN） | 8DI/DO（PNP） |
I/O端口 | 4组I/O端口（可独立配置） （1）每组I/O端口有两路信号，单端口最大允许电流500mA （2）每组I/O端口的两路信号均可独立配置为输入或输出模式 （3）每组I/O端口配备2路LED指示灯（分别指示两路信号） | |
RS485端口 | 4组独立RS485端口 （1）Modbus RTU模式 （2）每组RS485端口最多支持8台从设备 （3）最多支持64条Modbus指令（4组RS485端口总和的数量） （4）每组RS485端口配置2路LED指示灯 （5）波特率支持：9600bps、38400bps、115200bps（可配置） （6）通信参数：数据位-8、校验位-NONE、停止位-1 （7）每组RS485端口独立运行，互不干扰 |
4.6. 功能指示
网络指示灯 
表4.6.1 网络指示灯定义
指示灯 | 状态 | 功能 |
ACT1 | 黄灯闪烁 | 网络端口1数据传输工作正常 |
黄灯熄灭 | 网络端口1数据传输工作异常 | |
LK1 | 黄灯常亮 | 网络端口1连接导通工作正常 |
黄灯熄灭 | 网络端口1连接导通工作异常 | |
ACT2 | 黄灯闪烁 | 网络端口2数据传输工作正常 |
黄灯熄灭 | 网络端口2数据传输工作异常 | |
LK2 | 黄灯常亮 | 网络端口2连接导通工作正常 |
黄灯熄灭 | 网络端口2连接导通工作异常 |
拨码开关 
表4.6.2 拨码开关定义
拨码 | 功能 |
000 | MTS模式，MTS的IP地址通过主控配置（工作模式） |
001-255 | MTS模式，MTS的IP地址最后一位由拨码开关决定 |
990 | SOCKET模式，透传P00端口MODBUS数据 |
991 | SOCKET模式，透传P01端口MODBUS数据 |
992 | SOCKET模式，透传P02端口MODBUS数据 |
993 | SOCKET模式，透传P03端口MODBUS数据 |
999 | SOCKET模式，配置参数或Boot更新固件 |
其它 | RFU |
注意
MTS模式：系统执行MTS协议栈功能，交换周期和非周期数据
SOCKET模式：系统创建TcpServer和UDP两个Socket。UDP作为在线查询设备所用，TCP作为参数设置功能
当系统上电时，如果切换工作模式（合法工作模式），系统等开关稳定2s，再复位系统
设备状态指示灯 
表4.6.3 设备状态指示灯定义
指示灯 | 状态 | 功能 |
US | 绿灯常亮 | 系统电源输入正常 |
红灯常亮 | 系统电源输入异常（欠压/过压） | |
UA | 绿灯常亮 | 负载电源输入正常 |
红灯常亮 | 负载电源输入异常（欠压/过压） | |
SF | 黄灯常亮 | 系统运行故障 |
黄灯熄灭 | 系统运行正常 | |
BF | 黄灯常亮 | 总线运行故障 |
黄灯熄灭 | 总线运行正常 |
SF/BF灯更多指示
表4.6.4 SF/BF指示灯详情
功能 | 状态 |
MTS固件更新 | 所有指示灯闪烁-1HZ |
MTS连接 | BF-黄灯灭 SF-黄灯灭 |
MTS-闪烁指令 | BF-黄灯灭 SF-黄灯闪烁-1HZ |
MTS断开 | BF-黄灯亮 SF-黄灯灭 |
SOCKET配置-正常 | BF-黄灯亮 SF-黄灯亮 |
SOCKET配置-测试 | BF-黄灯亮 SF-黄灯闪烁-1HZ |
SOCKET-透传 | BF-黄灯亮 SF-黄灯闪烁-0.5HZ |
网络接口初始化失败 | BF-黄灯闪烁-5HZ SF-黄灯闪烁-5HZ |
协议栈初始化失败 | BF-黄灯闪烁-2.5HZ SF-黄灯闪烁-2.5HZ |
SOCKET初始化失败 | BF-黄灯闪烁-1.25HZ SF-黄灯闪烁-1.25HZ |
SOCKET-BOOT | BF-黄灯闪烁-1HZ SF-黄灯闪烁-1HZ UA电压正常LED-黄灯闪烁-1HZ UA电压错误LED-黄灯闪烁-1HZ US电压正常LED-黄灯闪烁-1HZ US电压错误LED-黄灯闪烁-1HZ |
RS485端口指示灯 
表4.6.5 RS485指示灯定义
指示灯 | 状态 | 功能 |
0 | 黄灯常亮 | 端口使能 |
熄灭 | 端口禁止 | |
1 | 黄灯常亮 | 正在发送指令 |
熄灭 | 接收指令成功 |
注意
每组RS485端口操作状态值详情参见附录
I/O端口指示灯 
表4.6.6 I/O指示灯定义
指示灯 | 状态 | 功能 |
0 | 黄灯常亮 | ON |
熄灭 | OFF | |
1 | 黄灯常亮 | ON |
熄灭 | OFF |
注意
每组I/O端口状态值（输入/输出）详情参见附录
4.7. 工作模式
RS485端口
周期数据模式（默认工作模式）
网关RS485端口（使能）定时（时间可配，默认500ms）读取从设备的寄存器信息（需要提前配置从站工作的寄存器地址和数目），将获取到的信息通过MODBUS TCP端口上传给PLC输入模块（过程映像输入区）
只有PLC输出模块（过程映像输出区）的数据发生变化时，网关才会执行写指令
I/O端口
周期数据模式
提前配置好每路信号的工作模式
网关I/O端口定时查询输入信号传输给PLC
只有PLC输出模块（过程映像输出区）的数据发生变化时，网关才会执行输出ON/输出OFF
5. 案例分析
案例一
案例二
6. 故障诊断与排除
6.1. 详细的故障分析
MODBUS TCP端口通信失败
PLC与网关是否处于同一局域网内
同一局域网内的IP是否存在冲突
PLC内配置的数据映射区是否超过网关实际的数据映射区
网关拨码开关是否播到000（运行模式）
RS485端口通信失败
当前RFID设备串口参数是否与网关配置的串口参数一致（波特率、数据位8、停止位1、校验位N、设备地址）
线缆是否完好，通信线序是否正确
检测RFID设备能否直接与电脑通信（广播地址0）
RFID设备配置参数是否正确（命令模式）
是否存在多台RFID设备地址冲突（RS485地址需唯一）
I/O端口输入无效
输入分为NPN型和PNP型，使用的传感器是否与之对应
注意传感器是干接点，还是湿接点的类型
是否将对应的引脚配置成输入模式
传感器能否正常输出信号
I/O端口输出无效
输出分为NPN和PNP型：
NPN输出：VCC和信号脚之间
PNP输出：GND和信号脚之间
是否将对应的引脚配置成输出模式
输出电压为网关供电电压，最大输出电流为500mA
无法配置参数
是否已经将网关的拨码开关拨置999
网关的通信指示灯是否正常工作
和网关组建的局域网内是否存在IP冲突
配置网关时，请将连接PLC的网线暂时拔掉
PC机（运行配置软件的电脑）与网关是否处于同一网段内
6.2. 技术支持
如果不能排除错误，则设备可能出现故障。即：出现故障后无法再运行设备，用户可以快速更换设备。
重要事项 设备的维修只能由具有资质并经过授权的修服务人员进行。
7. 附录一 地址映射
网关有三种I/O模式：
I/O全输入模式：2字节输入有效（保持寄存器地址0x0000）
I/O全输出模式：2字节输出有效（保持寄存器地址0x0000）
I/O输入和输出混合模式：2字节的输入/输出都有效（保持寄存器地址0x0000）
I/O顺序：正常模式
表7.1 地址映射表（正常模式）
Module | 说明 |
保持寄存器0x0000 字_低位： bit0：输入OFF bit1：输入ON | bit-0：传输I/O端口4的4号引脚输入信号 bit-1：传输I/O端口4的2号引脚输入信号 bit-2：传输I/O端口5的4号引脚输入信号 bit-3：传输I/O端口5的2号引脚输入信号 bit-4：传输I/O端口6的4号引脚输入信号 bit-5：传输I/O端口6的2号引脚输入信号 bit-6：传输I/O端口7的4号引脚输入信号 bit-7：传输I/O端口7的2号引脚输入信号 |
保持寄存器0x0000 字_低位： bit0：输出OFF bit1：输出ON | bit-0：传输I/O端口4的4号引脚输出信号 bit-1：传输I/O端口4的2号引脚输出信号 bit-2：传输I/O端口5的4号引脚输出信号 bit-3：传输I/O端口5的2号引脚输出信号 bit-4：传输I/O端口6的4号引脚输出信号 bit-5：传输I/O端口6的2号引脚输出信号 bit-6：传输I/O端口7的4号引脚输出信号 bit-7：传输I/O端口7的2号引脚输出信号 |
I/O顺序：交叉模式
表7.2 地址映射表（交叉模式）
Module | 说明 |
保持寄存器0x0000 字_低位： bit0：输入OFF bit1：输入ON | bit-0：传输I/O端口4的4号引脚输入信号 bit-1：传输I/O端口5的4号引脚输入信号 bit-2：传输I/O端口6的4号引脚输入信号 bit-3：传输I/O端口7的4号引脚输入信号 bit-4：传输I/O端口4的2号引脚输入信号 bit-5：传输I/O端口5的2号引脚输入信号 bit-6：传输I/O端口6的2号引脚输入信号 bit-7：传输I/O端口7的2号引脚输入信号 |
保持寄存器0x0000 字_低位： bit0：输出OFF bit1：输出ON | bit-0：传输I/O端口4的4号引脚输出信号 bit-1：传输I/O端口5的4号引脚输出信号 bit-2：传输I/O端口6的4号引脚输出信号 bit-3：传输I/O端口7的4号引脚输出信号 bit-4：传输I/O端口4的2号引脚输出信号 bit-5：传输I/O端口5的2号引脚输出信号 bit-6：传输I/O端口6的2号引脚输出信号 bit-7：传输I/O端口7的2号引脚输出信号 |
保持寄存器
通过功能码 0x03、0x10对保持寄存器进行读或写操作。
表 7.3 I/O数据和从站数据映射地址
起始地址 | 变量名称 | 寄存器数 | 说明 |
0x0000 | I/O数据 | 1 | 输入/输出信号映射区 |
0x0001 | 从站数据1 | 1 | 从站设备数据 |
... | ... | 1 | 从站设备数据 |
0x02CF | 从站数据N | 1 | 从站设备数据 |
输入寄存器
输入寄存器是只读寄存器，指示当前网关的工作状态信息。支持 MODBUS 的0x04（读输入寄存器）功能码操作，详细如下表：
表 7.4 工作状态映射地址
起始地址 | 变量名称 | 寄存器数 | 说明 |
0x03E7 | 错误信息1 | 1 | Bit0：低电压 Bit1~Bit8：P00口从机1~8故障 Bit9~Bit15：P01口从机1~7故障 |
0x03E8 | 错误信息2 | 1 | Bit0：P01口从机8故障 Bit1~Bit8：P02口从机1~8故障 Bit9~Bit15：P03口从机1~7故障 |
0x03E9 | 错误信息3 | 1 | Bit0：P03口从机8故障 Bit1~Bit15：预留 |