協(xié)議轉換橋在電力系統中的應用
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4 PB-M網(wǎng)橋的配置
PB-M網(wǎng)橋是智能型PROFIBUS到Modbus-232/485的協(xié)議轉換總線(xiàn)橋，在接口RAM中建立了PROFIBUS到Modbus的映射數據區，由軟件實(shí)現PROFIBUS到Modbus的協(xié)議轉換和數據交換。凡具有RS-232/485接口的MODBUS協(xié)議設備都可以利用PB-M網(wǎng)橋與現場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS互連。一方面，PB-M網(wǎng)橋在與PROFIBUS通訊時(shí)是作為PROFIBUS從站;另一方面，它在與Modbus通訊時(shí)，即可以作Modbus主站，也可作Modbus從站。通過(guò)該網(wǎng)橋的集成軟件GSD文件，可以在西門(mén)子STEP 7編程軟件中對該網(wǎng)橋進(jìn)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：
4.1 PB-M網(wǎng)橋的硬件設計
PB-M網(wǎng)橋的PROFIBUS從站地址和MODBUS主、從站選擇可以通過(guò)該網(wǎng)橋的硬件撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)設置。其撥碼開(kāi)關(guān)有8位，其最高位是設置MODBUS主從站的（若該位設為0，即將其作為MODBUS主站;若該位設為1，即將其作為MODBUS從站）;其它的低7位設置PROFIBUS從站地址。本設計將其作PROFIBUS從站（地址為19，二進(jìn)制:00010011）和MODBUS主站，因此撥碼開(kāi)關(guān)設置為:00010011。
PB-M網(wǎng)橋自帶PROFIBUS DP接口，可以使用標準的PROFIBUS DP連接頭和標準的PROFIBUS電纜將其連接至PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)中。
PB-M網(wǎng)橋還提供RS-232/485接口，其他MODBUS從站可以通過(guò)該接口實(shí)現與PB-M網(wǎng)橋的通訊。須注意的是在RS-485總線(xiàn)終端要加終端電阻，PB-M網(wǎng)橋已內置終端電阻，只需用外接短接線(xiàn)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:
4.2 PB-M網(wǎng)橋的軟件配置
硬件連接配置好后，就可以開(kāi)始配置PB-M網(wǎng)橋的軟件了。其軟件配置包括:設備參數配置和MODBUS報文隊列配置:
（1） PB-M網(wǎng)橋的設備參數配置
在STEP 7的HW Config中，可以通過(guò)安裝PB-M網(wǎng)橋的GSD文件（DS_MMV3.GSD是MODBUS主站的GSD文件;DS_MSV3.GSD是MODBUS從站的GSD文件）把PB-M網(wǎng)橋的配置文件添加到STEP 7的設備配置庫中。此后，就可以按圖3的示意方法配置PB-B網(wǎng)橋的硬件了。
將PB-M網(wǎng)橋添加到S7的硬件配置系統中后，可以對其相關(guān)參數進(jìn)行配置。本設計將PB-M網(wǎng)橋作為MODBUS主站，根據MODBUS從站的要求，主站基本參數配置如下：
l PROFIBUS從站地址=19；
l 波特率＝9600；校驗方式：無(wú)校驗；
l 數據更新模式：在每條MD回答后；
l 等待回答時(shí)間：50ms。
（2） PB-M網(wǎng)橋的MODBUS報文隊列配置
根據通訊系統的要求，PB-M網(wǎng)橋可以配置不同的報文隊列來(lái)完成實(shí)際的通訊要求。PB-M網(wǎng)橋有0?！?9＃共20個(gè)槽（邏輯上，非物理設備）;0#、1#槽已占用，剩下18個(gè)槽提供用戶(hù)使用。每個(gè)槽可以用來(lái)插入一條MODBUS通信模塊;所以一共可以插入18條MODBUS模塊。PB-M網(wǎng)橋的每一個(gè)MODBUS模塊對應一種功能的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(shuō)明MODBUS模塊是如何完成某種功能的MODBUS報文的
該MODBUS模塊對應MODBUS的01h功能，即:讀取24個(gè)輸出線(xiàn)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)一步設定MODBUS參數:雙擊2#槽中的“24DI read 24 bits（0xxxx） 1…3”;選擇“Parameter Assignment”，即可設定“從站地址”和“起始地址”等參數。
參數設定完后，就建立了如圖4所示的MODBUS至PROFIBUS的數據映射關(guān)系。
中，I1..I3是PROFIBUS主站分配給這個(gè)MODBUS模塊的PROFIBUS輸入地址I1～I3，對應本MODBUS報文讀到的24 bits （0xxxx）。這樣，PLC在進(jìn)行編程時(shí)，直接讀取I1～I3即可得到MODBUS 的24個(gè)輸出線(xiàn)圈0xxxx的狀態(tài)。
本PB-M網(wǎng)橋需要完成的通訊數據包括:36個(gè)遙信信息點(diǎn)（功能碼02）和18個(gè)遙測信息點(diǎn)（功能碼03）。根據此要求，需配置的報文隊列如圖5所示（站號為19、起始地址為0）：
2＃槽的報文隊列對應的MODBUS命令是:發(fā)功能碼02命令—讀輸入線(xiàn)圈10001～10032的狀態(tài)，存入I11～I14;
3＃槽的報文隊列對應的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～I563;
完成以上配置后，PLC就可以和MODBUS從站設備進(jìn)行通訊了。
5 結束語(yǔ)
自本通訊系統運行以來(lái)，PLC與Modbus RTU間的通訊一直正常，從未出現過(guò)任何軟、硬件故障以及其它干擾現象，有效地保證了自動(dòng)控制系統的正常運行?？梢?jiàn)，PLC通過(guò)PB-M網(wǎng)橋與Modbus RTU通訊是一種行之有效的方法。PLC和上位機WINCC可以讀取儀表中溫度測量值、設定值等，同時(shí)可以遠程設置繼電保護裝置和直流屏設備中的數據，極大地方便了現場(chǎng)的控制和操作。由此看來(lái)，利用PB-M網(wǎng)橋來(lái)解決Siemens PLC與第三方智能控制儀表之間的通訊是一個(gè)值得推廣的方式，在電力自動(dòng)控制系統中，一定會(huì )取得更加成功的應用。
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