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摘要:简述了PROFIBUS总线桥的应用背景,介绍了其工作原理;根据工业控制领域常用的MODBUS功能码,选择合适的功能码;以一个实例说明了怎样将PD194E接入S7-300PLC控制系统中,并通过软件实现了修改装置参数、遥测、遥信、遥控等功能。这种方法应用简便,且成本低廉,应用表明稳定可靠。
关键词:总线桥;功能码;遥测;遥信
中图分类号:TP273
1 引言
新桥矿在中央水泵集控系统的建设中,需要采集9台高压启动柜的电力参数,中央泵房开关柜的仪表采用的是江苏斯菲尔公司生产的PD194E系列,该仪表具有标准的MODBUS协议。初期考虑采用以下两种方式提取电力仪表参数。
第一种方案是利用西门子S7-300PLC和MODBUS协议的智能电力监控装置的通信,采用CP341+硬件狗,这种方案使用简便,缺点是价格太高;第二种方案是采用CP340解析MODBUS协议,其优点是不必每次都购买硬件狗从而降低了成本,但需要自己编写从站轮询和CRC校验程序,当各个从站的MODBUS规约不尽相同时,编程会变得十分复杂。
考虑到PROFIBUS在工矿自动化系统中应用广泛,可以通过PROFIBUS-MODBUS总线桥(如PB-B-MODBUS)将MODBUS设备接入PROFIBUS总线,使MODBUS设备成为PROFIBUS总线上的一个从站,方便S7-300PLC实现对电力仪表装置数据的读写。
2 PB-B-MODBUS介绍
PROFIBUS-MODBUS总线桥一般在PROFIBUS侧作PROFIBUS从站,在MODBUS侧作MODBUS主站。PB-B-MODBUS是智能型的PROFIBUS到MODBUS的协议转换接口,通过在接口中建立PROFIBUS通信数据区到MODBUS通信数据区的映射,由软件实现PROFIBUS到MODBUS的协议转换和数据交换[1]。其应用示意图见下图1.
在使用时注意:在PROFIBUS侧,通过标准PROFIBUS连接器和PROFIBUS电缆将PB-B-MODBUS和S7-300PLC的CPU上的DP口连接起来,通过总线桥上的旋转开关可设置总线桥的PROFIBUS从站地址,且该地址必须和在STEP7 Hardware Config(硬件配置)中分配给总线桥的从站地址一致,假设设置该地址为9;在MODBUS侧,PB-B-MODBUS采用RS485接口,连接到总线桥RS485总线上的设备必须采用标准MODBUS-RTU协议,且从站设备的波特率、奇偶校验方式应当和在STEP7 HardWare Config(硬件配置)中PB-B-MODBUS的参数赋值一致,本系统设置为9600bps,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验。
3.软件设计
3.1系统程序结构
一个MODBUS主站往往带多个MODBUS从站,例如图1的情况。系统的程序结构图見图2所示。
3.2在STEP7中的硬件配置
安装完GSD文件和BMP图像后,将PB-B-MODBUS添加到S7-300PLC的硬件配置系统中,然后就可以配置MODBUS报文来实现所需的通信任务。
系统在PROFIBUS数据区为总线桥分配了一个通信状态字节IB0和一个通信控制字节QB0,当通信状态字异常,总线桥即认为MODBUS回答数据不可靠,废弃不用,不与PROFIBUS通信数据区交换。
3.3设置装置参数
4.结论
只要是RS485接口、标准MODBUS-RTU的智能高低压电器、电力测控装置、电量变送器等,均可以通过PB-B-MODBUS总线桥接入到S7-300PLC的PROFIBUS总线,轻松实现西门子PLC对MODBUS设备的远程设置参数、读遥测量、读遥信状态和遥控操作。现场运行情况表明,这种方案稳定可靠,值得推广。
关键词:总线桥;功能码;遥测;遥信
中图分类号:TP273
1 引言
新桥矿在中央水泵集控系统的建设中,需要采集9台高压启动柜的电力参数,中央泵房开关柜的仪表采用的是江苏斯菲尔公司生产的PD194E系列,该仪表具有标准的MODBUS协议。初期考虑采用以下两种方式提取电力仪表参数。
第一种方案是利用西门子S7-300PLC和MODBUS协议的智能电力监控装置的通信,采用CP341+硬件狗,这种方案使用简便,缺点是价格太高;第二种方案是采用CP340解析MODBUS协议,其优点是不必每次都购买硬件狗从而降低了成本,但需要自己编写从站轮询和CRC校验程序,当各个从站的MODBUS规约不尽相同时,编程会变得十分复杂。
考虑到PROFIBUS在工矿自动化系统中应用广泛,可以通过PROFIBUS-MODBUS总线桥(如PB-B-MODBUS)将MODBUS设备接入PROFIBUS总线,使MODBUS设备成为PROFIBUS总线上的一个从站,方便S7-300PLC实现对电力仪表装置数据的读写。
2 PB-B-MODBUS介绍
PROFIBUS-MODBUS总线桥一般在PROFIBUS侧作PROFIBUS从站,在MODBUS侧作MODBUS主站。PB-B-MODBUS是智能型的PROFIBUS到MODBUS的协议转换接口,通过在接口中建立PROFIBUS通信数据区到MODBUS通信数据区的映射,由软件实现PROFIBUS到MODBUS的协议转换和数据交换[1]。其应用示意图见下图1.
在使用时注意:在PROFIBUS侧,通过标准PROFIBUS连接器和PROFIBUS电缆将PB-B-MODBUS和S7-300PLC的CPU上的DP口连接起来,通过总线桥上的旋转开关可设置总线桥的PROFIBUS从站地址,且该地址必须和在STEP7 Hardware Config(硬件配置)中分配给总线桥的从站地址一致,假设设置该地址为9;在MODBUS侧,PB-B-MODBUS采用RS485接口,连接到总线桥RS485总线上的设备必须采用标准MODBUS-RTU协议,且从站设备的波特率、奇偶校验方式应当和在STEP7 HardWare Config(硬件配置)中PB-B-MODBUS的参数赋值一致,本系统设置为9600bps,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验。
3.软件设计
3.1系统程序结构
一个MODBUS主站往往带多个MODBUS从站,例如图1的情况。系统的程序结构图見图2所示。
3.2在STEP7中的硬件配置
安装完GSD文件和BMP图像后,将PB-B-MODBUS添加到S7-300PLC的硬件配置系统中,然后就可以配置MODBUS报文来实现所需的通信任务。
系统在PROFIBUS数据区为总线桥分配了一个通信状态字节IB0和一个通信控制字节QB0,当通信状态字异常,总线桥即认为MODBUS回答数据不可靠,废弃不用,不与PROFIBUS通信数据区交换。
3.3设置装置参数
4.结论
只要是RS485接口、标准MODBUS-RTU的智能高低压电器、电力测控装置、电量变送器等,均可以通过PB-B-MODBUS总线桥接入到S7-300PLC的PROFIBUS总线,轻松实现西门子PLC对MODBUS设备的远程设置参数、读遥测量、读遥信状态和遥控操作。现场运行情况表明,这种方案稳定可靠,值得推广。