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MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者：時間：2016-12-16 來源：網(wǎng)絡(luò)

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4.1PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的硬件設(shè)計

PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的PROFIBUS從站地址和MODBUS主、從站選擇可以通過該網(wǎng)橋的硬件撥碼開關(guān)來設(shè)置。其撥碼開關(guān)有8位，其最高位是設(shè)置MODBUS主從站的(若該位設(shè)為1，即將其作為MODBUS主站;若該位設(shè)為0，即將其作為MODBUS從站);其它的低7位設(shè)置PROFIBUS從站地址。

PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)自帶PROFIBUS DP接口，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS DP連接頭和標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS電纜將其連接至PROFIBUS現(xiàn)場總線中。

PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)還提供RS-232/485接口，其他MODBUS從站可以通過該接口實(shí)現(xiàn)與PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的通訊。須注意的是在RS-485總線終端要加終端電阻，PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)已內(nèi)置終端電阻，只需用外接短接線將其接入RS-485網(wǎng)絡(luò)即可。圖2是RS-485網(wǎng)絡(luò)連接和終端電阻的連接示意圖:

圖2 RS-485網(wǎng)絡(luò)連接和終端電阻的連接示意圖

4.2PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的軟件配置

硬件連接配置好后，就可以開始配置PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的軟件了。其軟件配置包括:設(shè)備參數(shù)配置和MODBUS報文隊(duì)列配置:

(1) PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的設(shè)備參數(shù)配置

在STEP 7的HW Config中，可以通過安裝PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的GSD文件(PBMD.GSD是MODBUS主站的GSD文件;PBMDMS.GSD是MODBUS從站的GSD文件)把PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的配置文件添加到STEP 7的設(shè)備配置庫中。此后，就可以按圖3的示意方法配置PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)了。

圖3 PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的配置示意圖

將PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)添加到S7的硬件配置系統(tǒng)中后，可以對其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置。本設(shè)計將PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)作為MODBUS主站，根據(jù)MODBUS從站的要求，主站基本參數(shù)配置如下：

●PROFIBUS從站地址=19；

●波特率＝9600；校驗(yàn)方式：無校驗(yàn)；

●數(shù)據(jù)更新模式：在每條MD回答后；

●等待回答時間：50ms。

(2)PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的MODBUS報文隊(duì)列配置

根據(jù)通訊系統(tǒng)的要求，PB-M網(wǎng)橋可以配置不同的報文隊(duì)列來完成實(shí)際的通訊要求。PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)有0＃～19＃共20個槽(邏輯上，非物理設(shè)備);0#、1#槽已占用，剩下18個槽提供用戶使用。每個槽可以用來插入一條MODBUS通信模塊;所以一共可以插入18條MODBUS模塊。PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)的每一個MODBUS模塊對應(yīng)一種功能的MODBUS報文，可雙擊插入某一槽中。

下面以在2＃槽中插入“read 24 bits(0xxxx)”為例說明MODBUS模塊是如何完成某種功能的MODBUS報文的

該MODBUS模塊對應(yīng)MODBUS的01h功能，即:讀取24個輸出線圈0xxxx狀態(tài)。

第一步: 選中2#槽，然后雙擊“read24 bits(0xxxx)”; 2#槽中插入“24DI read 24 bits(0xxxx) 1…3”;

第二步: 進(jìn)一步設(shè)定MODBUS參數(shù):雙擊2#槽中的“24DI read 24 bits(0xxxx) 1…3”;選擇“Parameter Assignment”，即可設(shè)定“從站地址”和“起始地址”等參數(shù)。

參數(shù)設(shè)定完后，就建立了如圖4所示的MODBUS至PROFIBUS的數(shù)據(jù)映射關(guān)系。

圖4 數(shù)據(jù)映射關(guān)系

其中，I1..I3是PROFIBUS主站分配給這個MODBUS模塊的PROFIBUS輸入地址I1～I(xiàn)3，對應(yīng)本MODBUS報文讀到的24 bits (0xxxx)。這樣，PLC在進(jìn)行編程時，直接讀取I1～I(xiàn)3即可得到MODBUS 的24個輸出線圈0xxxx的狀態(tài)。

本PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)需要完成的通訊數(shù)據(jù)包括:36個遙信信息點(diǎn)(功能碼02)和18個遙測信息點(diǎn)(功能碼03)。根據(jù)此要求，需配置的報文隊(duì)列如圖5所示(站號為19、起始地址為0)：

圖5 報文隊(duì)列配置示意圖

2＃槽的報文隊(duì)列對應(yīng)的MODBUS命令是:發(fā)功能碼02命令—讀輸入線圈10001～10032的狀態(tài)，存入I11～I(xiàn)14;

3＃槽的報文隊(duì)列對應(yīng)的MODBUS命令是:發(fā)功能碼03命令—讀保持寄存器40001～40018的值，存入I528～I(xiàn)563;

完成以上配置后，PLC就可以和MODBUS從站設(shè)備進(jìn)行通訊了。

5 結(jié)束語

自本通訊系統(tǒng)運(yùn)行以來，PLC與Modbus RTU間的通訊一直正常，從未出現(xiàn)過任何軟、硬件故障以及其它干擾現(xiàn)象，有效地保證了自動控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。可見，PLC通過PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)與Modbus RTU通訊是一種行之有效的方法。PLC和上位機(jī)WINCC可以讀取儀表中溫度測量值、設(shè)定值等，同時可以遠(yuǎn)程設(shè)置繼電保護(hù)裝置和直流屏設(shè)備中的數(shù)據(jù)，極大地方便了現(xiàn)場的控制和操作。由此看來，利用PBMD485-K20網(wǎng)關(guān)來解決Siemens PLC與第三方智能控制儀表之間的通訊是一個值得推廣的方式，在電力自動控制系統(tǒng)中，一定會取得更加成功的應(yīng)用。

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