MODBUS轉PROFIBUS網關在電力系統中的應用
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在設計某電力自動控制系統時，需要將許繼公司生產的繼電保護裝置的參數讀取到Siemens公司的S7-400 PLC中，并集成到SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)監控系統中，參與實際的連鎖控制。繼電保護裝置提供RS-485通訊接口，其通訊協議為Modbus RTU(Remote Terminal Unit)協議。為了實現Modbus RTU協議到PROFIBUS協議的轉換，本設計將西門子PLC S7-400作PROFIBUS主站，應用北京微硬創新科技有限公司生產的PBMD485-K20網關，和Modbus從站通訊，然后通過PLC中的工業以太網模塊、現場總線模塊連接到企業SCADA系統中，使二者得到完美的結合。
表1 遙信信息點通訊的數據
2繼電保護系統
本電力系統電站裝機容量為6MW。其主接線為一機一變兩回線，變壓器為電壓變比10/6.3kV的雙圈變壓器。電站10kV出線兩回至用戶站。
本繼電保護系統的主要監測對象包括:一臺發電機組、一臺主變壓器、兩回10kV出線、400V廠用變;保護對象包括電站的發電機、變壓器、10kV出線。該繼電保護系統提供一智能通訊服務器，其功能是將許繼設備的通訊規約轉換為MODBUS規約，預留RS-485通訊接口與CP340進行通訊。通訊的數據量包括遙信信息點(功能碼02，起始查詢地址0):YX1～YX36，祥見表1。遙測信息點(功能碼03，起始查詢地址0)YC1～YC18，祥見表2。
表2 遙測信息點通訊的數據
3通訊系統
3.1通訊系統的構成
在本自動控制系統中，將西門子S7-400 PLC作PROFIBUS主站，ET 200M和PBMD-K20網關作PROFIBUS從站。另一方面，在Modbus總線中將PBMD-K20網關作Modbus主站，繼電保護裝置和直流屏設備作為Modbus的從站，雙方以9600bps的通訊速率進行通訊。具體的網絡結構如圖1所示:
圖1 網絡結構示意圖
3.2Modbus通訊協議簡介
Modbus協議有ASCII、RTU二種協議，并沒有規定物理層。此協議定義了控制器能夠認識和使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。Modbus的ASCII、RTU協議規定了消息、數據的結構、命令和應答的方式，數據通訊采用Maser/Slave方式，Master端發出數據請求消息，Slave端接收到正確消息后就可以發送數據到Master端以響應請求;Master端也可以直接發消息修改Slave端的數據，實現雙向讀寫。
(1)Modbus通訊協議的功能碼
Modbus的Slave端是根據Master端發送過來的功能碼進行相應的動作的。表3是Modbus RTU協議常用的功能碼，使用它們即可實現對Slave端的數字量和模擬量進行讀寫操作。
表3 Modbus RTU協議常用功能碼
表6給出了以RTU方式讀取一個整數數據的例子:主機請求。
表6 主機請求示例
表7給出了以協議從機應答讀取整數數據示例。
表7 從機應答示例
4PBMD485-K20網關橋的配置
PBMD485-K20網關是智能型PROFIBUS到Modbus-232/485的協議轉換網關，在接口RAM中建立了PROFIBUS到Modbus的映射數據區，由軟件實現PROFIBUS到Modbus的協議轉換和數據交換。凡具有RS-232/485接口的MODBUS協議設備都可以利用PBMD485-K20與現場總線PROFIBUS互連。一方面，PBMD485-K20網關在與PROFIBUS通訊時是作為PROFIBUS從站;另一方面，它在與Modbus通訊時，即可以作Modbus主站，也可作Modbus從站。通過該網關的GSD文件，可以在西門子STEP 7編程軟件中對該網關進行硬件和軟件配置，完成相應的通訊功能。以下是詳細的硬件和軟件配置方法:
關鍵詞：
MODBUSPROFIBUS網關電力系
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