如何實(shí)現(xiàn)西門子S7-300 PLC與DCS控制系統(tǒng)的相互通信
加入技術(shù)交流群
2.3 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及硬件介紹
如圖1所示，在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用了上海泗博自動化的Modbus轉(zhuǎn)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（建立西門子S7-300PLC和橫河DCS連接通信），Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160在Modbus側(cè)做Modbus從站，在Profibus-DP側(cè)做從站，建立Profibus-DP主站（西門子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(shù)據(jù)容量為4000字。通過上海泗博自動化的網(wǎng)關(guān)配置軟件對PM-160進(jìn)行相關(guān)配置，將DCS的讀、寫指令及數(shù)據(jù)做相應(yīng)轉(zhuǎn)換、存儲，并映射到西門子PLC的輸入、輸出映像區(qū)，以實(shí)現(xiàn)對上下位機(jī)控制信息的實(shí)時(shí)傳輸。
在下層網(wǎng)絡(luò)中（建立西門子S7-300PLC和現(xiàn)場智能儀表的連接通信），Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160在Modbus側(cè)做Modbus主站，在Profibus-DP側(cè)做從站，建立Modbus從站（現(xiàn)場各種智能儀表（現(xiàn)場電機(jī)、智能開關(guān)、變頻器、傳感器等））與Profibus-DP主站（西門子S7-300PLC）的通信。串口網(wǎng)絡(luò)（現(xiàn)場智能儀表）設(shè)備接口為RS485或者RS232，它們都可以通過上海泗博自動化的Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160實(shí)現(xiàn)與西門子S7-300PLC的連接通信。其中，通過使用網(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(shè)備信息通過網(wǎng)關(guān)讀、寫命令及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、存儲，映射到西門子PLC的輸入、輸出映射區(qū)，以實(shí)現(xiàn)PLC對現(xiàn)場智能儀表數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。
三、 Modbus轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)據(jù)區(qū)，由軟件實(shí)現(xiàn)Modbus/RS485/RS422/RS232到Profibus-DP的協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)交換。凡具有RS485/422/232接口的設(shè)備（Modbus協(xié)議或者非標(biāo)協(xié)議）都可以通過PM-160與現(xiàn)場總線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(shè)備通信時(shí)，可以作Modbus主站、Modbus從站，也支持與非標(biāo)串口設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸。通過在西門子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(yīng)的通訊功能。請見如下詳細(xì)的硬件和軟件配置方法：
1、 Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160的硬件配置
PM-160的Profibus-DP從站地址可以通過網(wǎng)關(guān)的硬件旋碼開關(guān)或者配置按鈕來設(shè)置。旋碼開關(guān)有兩位，左側(cè)位設(shè)置地址高位（十位），右側(cè)位設(shè)置地址低位（個(gè)位）。通過撥碼開關(guān)可設(shè)置網(wǎng)關(guān)PM-160處于正常運(yùn)行狀態(tài)或者配置狀態(tài)。當(dāng)PM-160處于配置狀態(tài)時(shí)，用戶可通過配套配置軟件設(shè)置相關(guān)讀寫命令和參數(shù)。
PM-160自帶標(biāo)準(zhǔn)Profibus-DP接口，用戶可使用標(biāo)準(zhǔn)Profibus-DP連接頭和標(biāo)準(zhǔn)的Profibus-DP電纜將其連接至Profibus-DP現(xiàn)場總線中。
PM-160提供RS485/422/232三種串口，Modbus從站、主站設(shè)備以及用戶非標(biāo)串口設(shè)備可以通過這三種接口實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)關(guān)PM-160的連接通訊。PM-160沒有內(nèi)置終端電阻，在進(jìn)行RS485通信時(shí)，請注意在RS485總線終端各添加一個(gè)終端電阻（120歐姆）。
2、 Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PM-160的軟件配置
1） 使用配套軟件設(shè)置PM-160的現(xiàn)場總新和子網(wǎng)相關(guān)參數(shù)和命令
通過撥碼開關(guān)將PM-160設(shè)置為配置狀態(tài)，打開安裝的配置軟件（產(chǎn)品光盤或者訪問http://www.sibotech.net/DownLoad01.asp）：
當(dāng)實(shí)現(xiàn)PLC與DCS通信時(shí)，子網(wǎng)協(xié)議類型設(shè)置為Modbus從站，并設(shè)置串口通信波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)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(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位的設(shè)置應(yīng)該和所連接的Modbus主站設(shè)備（DCS）一致；
圖8 PM-160在Modbus側(cè)作Modbus從站（連接PLC和DCS）
當(dāng)實(shí)現(xiàn)PLC與Modbus設(shè)備通信時(shí)，子網(wǎng)協(xié)議類型設(shè)置為Modbus主站，并設(shè)置串口通信參數(shù)、通訊傳輸模式、通信接口等。其中，串口通信參數(shù)的設(shè)置應(yīng)該和所連接的Modbus從站設(shè)備一致：
圖9 PM-160在Modbus側(cè)作Modbus主站（連接PLC和Modbus從站）
其中，圖9中的“節(jié)點(diǎn)-1”表示連接的從站設(shè)備地址為1，配置了“讀保持寄存器”和“預(yù)置多個(gè)寄存器”兩條命令，表示網(wǎng)關(guān)讀取了從站對應(yīng)地址的數(shù)據(jù)，并且能夠輸出數(shù)據(jù)到Modbus從站設(shè)備，命令配置方法如下：
圖10 PM-160在Modbus側(cè)作Modbus主站（命令配置）
Modbus寄存器起始地址：用戶輸入目標(biāo)采集數(shù)據(jù)的Modbus寄存器起始地址；
數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)：目標(biāo)數(shù)據(jù)的寄存器個(gè)數(shù)或者線圈條數(shù)；
內(nèi)存映射起始地址：Modbus從站設(shè)備數(shù)據(jù)的對應(yīng)內(nèi)存緩沖區(qū)地址。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)PLC與非標(biāo)協(xié)議設(shè)備通信時(shí)，子網(wǎng)協(xié)議類型設(shè)置為通用模式，并設(shè)置串口通信參數(shù)、控制方式、通信接口等。其中，串口通信參數(shù)的設(shè)置應(yīng)該和所連接的非標(biāo)串口設(shè)備（現(xiàn)場智能儀表）一致：PM-160支持的通用模式即透明傳輸模式，用戶可通過數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)長度和事務(wù)序列號以判斷數(shù)據(jù)完整性和是否是一幀新的數(shù)據(jù)。
評論