Modbus轉(zhuǎn)ProfiNet適配器在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要： 某工程的污水處理系統(tǒng)中，需要將西門子300系列PLC和鼓風(fēng)機(jī)中的變頻器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。西門子300系列PLC是 ProfiNet協(xié)議的，而變頻器卻是Modbus RTU協(xié)議的，因此兩者之間無法直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。使用Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品BX-601-PN作為中間轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)兩種不同協(xié)議之間的通訊，正是解決這一問題的良好解決方案。凡具有485接口的 Modbus 協(xié)議設(shè)備都可以使用本產(chǎn)品實現(xiàn)與現(xiàn)場總線Profinet的互連。如：具有Modbus協(xié)議接口的變頻器、電機(jī)啟動保護(hù)裝置、智能高低壓電器、電量測量裝置、各種變送器、智能現(xiàn)場測量設(shè) 備及儀表等等。

1、系統(tǒng)架構(gòu)：現(xiàn)場的 S7-1200PLC 是作為 ProfiNet 的主站，變頻器作為 Modbus 從站。因此該項目中 Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)設(shè)備在 ProfiNet側(cè)作為從站，在Modbus側(cè)作為主站使用。

2、系統(tǒng)功能 在此系統(tǒng)中，變頻器將其數(shù)據(jù)(操作頻率、電壓、電流、溫度值等)通過485串口傳遞到Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)中，然后 S7-1200PLC 通過 DP 端口從Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)處獲得變頻器的數(shù)據(jù);同理，PLC通過 ProfiNet 端口將數(shù)據(jù)發(fā)送給Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)設(shè)備，然后網(wǎng)關(guān)發(fā)送寫命令，將ProfiNet輸出的數(shù)據(jù)寫入到變頻器中，從而實現(xiàn)ProfiNet到Modbus 協(xié)議的轉(zhuǎn)換.

3、接線Modbus轉(zhuǎn)Profinet上接線只需連接3處：電源連接 24V 直流電源，485口連接到變頻器上，PROFIBUS DP(DB9 端口)連接到西門子PLC上。

4、配置：使用 BX-601-PN 之前，需要對 BX-601-PN 進(jìn)行配置，使用我公司提供的免費(fèi)的配置軟件即可輕松配置該產(chǎn)品。BX-601-PN 中的配置完全根據(jù)變頻器中的各種參數(shù)及命令和寄存器地址(物理點表)來配置。 注意：上下載配置時需要在 BX-601-PN 的配置模式下進(jìn)行。 I. 變頻器的各項參數(shù)說明 (每種設(shè)備的通訊說明格式描述不同，但內(nèi)容基本相同。此處列舉本案例中使用的變頻器的使用說明 書的部分內(nèi)容，僅供參考。) 變頻器使用如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：通訊波特率：19200bps，數(shù)據(jù)位：8，奇偶校驗位：無，停止位 1. 變頻器的從站 ID 號是：1(可設(shè)置) 變頻器使用 Modbus 命令為：03 號讀保持寄存器和 06 號預(yù)置單個寄存器。 通信數(shù)據(jù)地址的定義： 該部分是通信數(shù)據(jù)的地址定義，用于控制變頻器的運(yùn)行、獲取變頻器狀態(tài)信息及變頻器相關(guān)功能參數(shù)設(shè)定等。

功能碼參數(shù)地址表示規(guī)則： 變頻器參數(shù)的功能碼也是寄存器地址，即各參數(shù)地址為該參數(shù)去掉小數(shù)點后的十進(jìn)制數(shù)。

舉例如下：

a) 功能碼 F0.03(電流) 地址：3(十六進(jìn)制兩字節(jié)表示 00H 03H)

b) b)功能碼 F0.05(轉(zhuǎn)速) 地址：5(十六進(jìn)制兩字節(jié)表示 00H 05H)

c) c)功能碼 F1.07(加速時間) 地址：107(十六進(jìn)制兩字節(jié)表示 00H 6BH) d)功能碼 F1.08(減速時間) 地址：108(十六進(jìn)制兩字節(jié)表示 00H 6CH)

想要采集的變頻器中的數(shù)據(jù)地址為：

5、對上面 5 個地址的參數(shù)進(jìn)行“讀/寫”操作。配置軟件使用說明如下： 安裝好該配置軟件以后，打開配置軟件，點擊新建選擇PN2MRM3，點擊“確定”;

6、設(shè)置Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)的Profinet設(shè)備名稱及IP;

7、Modbus 轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)的子網(wǎng)設(shè)置485參數(shù);

8、增加節(jié)點：注意“從站地址”要設(shè)置為變頻器的ID;

9、增加命令： 根據(jù)要讀取的變頻器的參數(shù)的地址，配置了以下讀、寫命令。只需配置命令中的“Modbus 寄存器起 始地址”和“數(shù)據(jù)個數(shù)”，待所有命令添加完成后，點擊工具欄上的“自動映射”即可。 增加讀命令：03 號讀保持寄存器。

10、增加寫命令：06號預(yù)置單個寄存器，數(shù)據(jù)個數(shù)只能為1個，不可更改，所以要添加多條。

11、到此，Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)的配置完成。 雙擊工具按鈕選擇通訊設(shè)置，設(shè)置好對應(yīng)的下載串口或者IP后點擊工具欄上的下載按鈕，完成下載;

12、Profinet端的 PLC 組態(tài)軟件設(shè)置，Profinet端只需在 PLC 的組態(tài)軟件中導(dǎo)入 GSD 文件，拖動好輸入/輸出數(shù)據(jù)塊，設(shè)置好IP地址和設(shè)備名稱即可。

配置好下載成功以后，就可以開始數(shù)據(jù)傳輸了。在 Modbus一端，Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)循環(huán)發(fā)送讀命令，將變頻器的數(shù)據(jù)讀取上來，傳遞到 PLC中去;在Profinet端，PLC 將數(shù)據(jù)值更改，通過BX-601-PN發(fā)送寫命令，從而控制變頻器中的各項參數(shù)。此案例中Modbus轉(zhuǎn)Profinet網(wǎng)關(guān)起到 Modbus協(xié)議和PROFINET協(xié)議之間轉(zhuǎn)換的作用。

審核編輯：湯梓紅