如何實現(xiàn)西門子S7-300 PLC與DCS控制系統(tǒng)的相互通信
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2.3 網(wǎng)絡構成及硬件介紹
如圖1所示，在該系統(tǒng)設計中有兩個網(wǎng)絡使用了上海泗博自動化的Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關PM-160。網(wǎng)關在這兩個網(wǎng)絡中的作用不一樣，其中：
在上層網(wǎng)絡中（建立西門子S7-300PLC和橫河DCS連接通信），Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關PM-160在Modbus側做Modbus從站，在Profibus-DP側做從站，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)關配置軟件對PM-160進行相關配置，將DCS的讀、寫指令及數(shù)據(jù)做相應轉(zhuǎn)換、存儲，并映射到西門子PLC的輸入、輸出映像區(qū)，以實現(xiàn)對上下位機控制信息的實時傳輸。
在下層網(wǎng)絡中（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PM-160在Modbus側做Modbus主站，在Profibus-DP側做從站，建立Modbus從站（現(xiàn)場各種智能儀表（現(xiàn)場電機、智能開關、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（現(xiàn)場智能儀表）設備接口為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PM-160實現(xiàn)與西門子S7-300PLC的連接通信。其中，通過使用網(wǎng)關的配套配置軟件對PM-160進行相關配置，將需要采集的從站設備信息通過網(wǎng)關讀、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，在網(wǎng)關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接口的設備（Modbus協(xié)議或者非標協(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在與串口設備通信時，可以作Modbus主站、Modbus從站，也支持與非標串口設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸。通過在西門子STEP7中注冊網(wǎng)關PM-160的GSD文件，即可在該編程軟件中對該網(wǎng)關進行相關硬件和軟件配置，完成相應的通訊功能。請見如下詳細的硬件和軟件配置方法：
1、 Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關PM-160的硬件配置
PM-160的Profibus-DP從站地址可以通過網(wǎng)關的硬件旋碼開關或者配置按鈕來設置。旋碼開關有兩位，左側位設置地址高位（十位），右側位設置地址低位（個位）。通過撥碼開關可設置網(wǎng)關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，用戶可通過配套配置軟件設置相關讀寫命令和參數(shù)。
PM-160自帶標準Profibus-DP接口，用戶可使用標準Profibus-DP連接頭和標準的Profibus-DP電纜將其連接至Profibus-DP現(xiàn)場總線中。
PM-160提供RS485/422/232三種串口，Modbus從站、主站設備以及用戶非標串口設備可以通過這三種接口實現(xiàn)與網(wǎng)關PM-160的連接通訊。PM-160沒有內(nèi)置終端電阻，在進行RS485通信時，請注意在RS485總線終端各添加一個終端電阻（120歐姆）。
2、 Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關PM-160的軟件配置
1） 使用配套軟件設置PM-160的現(xiàn)場總新和子網(wǎng)相關參數(shù)和命令
通過撥碼開關將PM-160設置為配置狀態(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）：
當實現(xiàn)PLC與DCS通信時，子網(wǎng)協(xié)議類型設置為Modbus從站，并設置串口通信波特率、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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）
當實現(xiàn)PLC與Modbus設備通信時，子網(wǎng)協(xié)議類型設置為Modbus主站，并設置串口通信參數(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(jié)點-1”表示連接的從站設備地址為1，配置了“讀保持寄存器”和“預置多個寄存器”兩條命令，表示網(wǎng)關讀取了從站對應地址的數(shù)據(jù)，并且能夠輸出數(shù)據(jù)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：用戶輸入目標采集數(shù)據(jù)的Modbus寄存器起始地址；
數(shù)據(jù)個數(shù)：目標數(shù)據(jù)的寄存器個數(shù)或者線圈條數(shù)；
內(nèi)存映射起始地址：Modbus從站設備數(shù)據(jù)的對應內(nèi)存緩沖區(qū)地址。
當實現(xiàn)PLC與非標協(xié)議設備通信時，子網(wǎng)協(xié)議類型設置為通用模式，并設置串口通信參數(shù)、控制方式、通信接口等。其中，串口通信參數(shù)的設置應該和所連接的非標串口設備（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)。
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