如何實(shí)現西門(mén)子S7-300 PLC與DCS控制系統的相互通信
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2.3 網(wǎng)絡(luò )構成及硬件介紹
如圖1所示，在該系統設計中有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )使用了上海泗博自動(dòng)化的Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160。網(wǎng)關(guān)在這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的作用不一樣，其中：
在上層網(wǎng)絡(luò )中（建立西門(mén)子S7-300PLC和橫河DCS連接通信），Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160在Modbus側做Modbus從站，在Profibus-DP側做從站，建立Profibus-DP主站（西門(mén)子S7-300 PLC）和Modbus主站（橫河CS3000）的通信。DCS通信部分采用橫河型號為ALR121的通信模塊，并配套橫河提供的Modbus通信軟件包，該通信模塊最大通信數據容量為4000字。通過(guò)上海泗博自動(dòng)化的網(wǎng)關(guān)配置軟件對PM-160進(jìn)行相關(guān)配置，將DCS的讀、寫(xiě)指令及數據做相應轉換、存儲，并映射到西門(mén)子PLC的輸入、輸出映像區，以實(shí)現對上下位機控制信息的實(shí)時(shí)傳輸。
在下層網(wǎng)絡(luò )中（建立西門(mén)子S7-300PLC和現場(chǎng)智能儀表的連接通信），Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160在Modbus側做Modbus主站，在Profibus-DP側做從站，建立Modbus從站（現場(chǎng)各種智能儀表（現場(chǎng)電機、智能開(kāi)關(guān)、變頻器、傳感器等））與Profibus-DP主站（西門(mén)子S7-300PLC）的通信。串口網(wǎng)絡(luò )（現場(chǎng)智能儀表）設備接口為RS485或者RS232，它們都可以通過(guò)上海泗博自動(dòng)化的Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160實(shí)現與西門(mén)子S7-300PLC的連接通信。其中，通過(guò)使用網(wǎng)關(guān)的配套配置軟件對PM-160進(jìn)行相關(guān)配置，將需要采集的從站設備信息通過(guò)網(wǎng)關(guān)讀、寫(xiě)命令及數據轉換、存儲，映射到西門(mén)子PLC的輸入、輸出映射區，以實(shí)現PLC對現場(chǎng)智能儀表數據的采集和監控。
三、 Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160的配置
PM-160是通用型Modbus/RS485/RS422/RS232到Profibus-DP的協(xié)議轉換網(wǎng)關(guān)，在網(wǎng)關(guān)RAM中建立了Modbus/RS485/RS422/RS232到Profibus-DP的映射數據區，由軟件實(shí)現Modbus/RS485/RS422/RS232到Profibus-DP的協(xié)議轉換和數據交換。凡具有RS485/422/232接口的設備（Modbus協(xié)議或者非標協(xié)議）都可以通過(guò)PM-160與現場(chǎng)總線(xiàn)Profibus-DP互聯(lián)。其中，PM-160在與Profibus-DP通訊是作為Profibus-DP從站，PM-160在與串口設備通信時(shí)，可以作Modbus主站、Modbus從站，也支持與非標串口設備實(shí)現數據透明傳輸。通過(guò)在西門(mén)子STEP7中注冊網(wǎng)關(guān)PM-160的GSD文件，即可在該編程軟件中對該網(wǎng)關(guān)進(jìn)行相關(guān)硬件和軟件配置，完成相應的通訊功能。請見(jiàn)如下詳細的硬件和軟件配置方法：
1、 Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160的硬件配置
PM-160的Profibus-DP從站地址可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)的硬件旋碼開(kāi)關(guān)或者配置按鈕來(lái)設置。旋碼開(kāi)關(guān)有兩位，左側位設置地址高位（十位），右側位設置地址低位（個(gè)位）。通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)可設置網(wǎng)關(guān)PM-160處于正常運行狀態(tài)或者配置狀態(tài)。當PM-160處于配置狀態(tài)時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)配套配置軟件設置相關(guān)讀寫(xiě)命令和參數。
PM-160自帶標準Profibus-DP接口，用戶(hù)可使用標準Profibus-DP連接頭和標準的Profibus-DP電纜將其連接至Profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)中。
PM-160提供RS485/422/232三種串口，Modbus從站、主站設備以及用戶(hù)非標串口設備可以通過(guò)這三種接口實(shí)現與網(wǎng)關(guān)PM-160的連接通訊。PM-160沒(méi)有內置終端電阻，在進(jìn)行RS485通信時(shí)，請注意在RS485總線(xiàn)終端各添加一個(gè)終端電阻（120歐姆）。
2、 Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160的軟件配置
1） 使用配套軟件設置PM-160的現場(chǎng)總新和子網(wǎng)相關(guān)參數和命令
通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)將PM-160設置為配置狀態(tài)，打開(kāi)安裝的配置軟件（產(chǎn)品光盤(pán)或者訪(fǎng)問(wèn)http://www.sibotech.net/DownLoad01.asp）：
當實(shí)現PLC與DCS通信時(shí)，子網(wǎng)協(xié)議類(lèi)型設置為Modbus從站，并設置串口通信波特率、數據位、奇偶校驗位、停止位、PM-160作為Modbus從站的地址、通信接口。其中，串口通信波特率、數據位、奇偶校驗位、停止位的設置應該和所連接的Modbus主站設備（DCS）一致；
圖8 PM-160在Modbus側作Modbus從站（連接PLC和DCS）
當實(shí)現PLC與Modbus設備通信時(shí)，子網(wǎng)協(xié)議類(lèi)型設置為Modbus主站，并設置串口通信參數、通訊傳輸模式、通信接口等。其中，串口通信參數的設置應該和所連接的Modbus從站設備一致：
圖9 PM-160在Modbus側作Modbus主站（連接PLC和Modbus從站）
其中，圖9中的“節點(diǎn)-1”表示連接的從站設備地址為1，配置了“讀保持寄存器”和“預置多個(gè)寄存器”兩條命令，表示網(wǎng)關(guān)讀取了從站對應地址的數據，并且能夠輸出數據到Modbus從站設備，命令配置方法如下：
圖10 PM-160在Modbus側作Modbus主站（命令配置）
Modbus寄存器起始地址：用戶(hù)輸入目標采集數據的Modbus寄存器起始地址；
數據個(gè)數：目標數據的寄存器個(gè)數或者線(xiàn)圈條數；
內存映射起始地址：Modbus從站設備數據的對應內存緩沖區地址。
當實(shí)現PLC與非標協(xié)議設備通信時(shí)，子網(wǎng)協(xié)議類(lèi)型設置為通用模式，并設置串口通信參數、控制方式、通信接口等。其中，串口通信參數的設置應該和所連接的非標串口設備（現場(chǎng)智能儀表）一致：PM-160支持的通用模式即透明傳輸模式，用戶(hù)可通過(guò)數據中的數據長(cháng)度和事務(wù)序列號以判斷數據完整性和是否是一幀新的數據。
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