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智能電動機保護器PB-M總線橋的配置及通信實現
2014-11-10 14:35:08      [閱讀: 次]
3  PB-M總線橋的配置及通信實現
3.1  PB-M總線橋協議轉換原理
    PB-M總線橋是智能型的Modbus 232/485到Profibus的協議轉換接口。具有RS - 232/485接口,支持標準Modbus RTU通信協議的設備都可以通過該PB -M總線橋實現與Profibus現場總線的互連。PB-M總線橋中的微處理器CPU通過對SPC3芯片控制實現Profibus側的通信任務,并在RAM中建立Profibus通信數據緩沖區;同時,PB-M總線橋中的通過RS - 232/485接口實現與外部Modbus設備的通信,也在RAM中建立
Modbus通信數據緩沖區,由軟件實現兩個緩沖區的數據交換,從而實現Modbus到Profibus數據交換及協議轉換。
3.2    PB-M總線橋的硬件配置
    Profibus協議規定從站地址范圍0~126。PB-M總線橋在Profibus網絡一側是Profibus從站,Profibus從站地址通過產品正面兩個十進制旋轉開關來設置。若站地址大于99還需要設置產品背面的選擇開關SW4(升級后4撥碼的PB-M總線橋)的ON/OFF來配合完成。PB-M總線橋在Modbus網絡一側可以為主站,也可以為從站,PB-M總線橋的SW2(升級后4撥碼的PB-M總線橋)撥碼開關用來設置Modbus主/從站(0FF為主站,ON為從站)。

    PB-M總線橋自帶DP接口,可以使用標準的Profibus-DP插頭和Profibus電纜將PB-M總線橋連接至Profibus網絡。若該DP接口位于Profibus網絡的兩端,應使用帶終端電阻的DP插頭,并將終端電阻的選擇開關打到ON位置。另一方面,PB-M總線橋通過自身集成的RS - 485接口,可以實現與Modbus網絡上的從站通信。需要注意的是若該RS - 485接口位于Modbus網絡終端要加入終端電阻,PB-M總線橋在RS - 485接口處已內置了終端電阻,將端子A-和TA間及B+和TB間各外接短接線,便將終端電阻接入網絡。

3.3  PB-M總線橋的軟件配置及通信實現

3. 3.1 PB-M總線橋設備參數配置
    PB-M總線橋作為Profibus第三方設備,用西門子STEP7軟件對其進行組態之前,必須將其提供的(General Station Description,GSD)文件安裝到STEP7的硬件目錄中。GSD文件是可讀的ASCII碼文本文件,包括通用的與設備有關的通信技術規范。DS-MMV3x.GSD文件是PB-M總線橋的主站GSD文件,DS-MSV3x.GSD文件是PB-M總線橋的從站GSD文件。安裝DS-MMV3x.GSD文件成功后,在STEP7硬件目錄窗口的Pro-fibus-DP/Gateway目錄下可以找到該硬件PB-B -MM/V32。按照通常的STEP7硬件組態的過程將PB-B-MM/V32添加到硬件配置系統中后,可以對其相關參數進行設置,根據Profibus-DP硬件系統
配置及Modbus從站的要求,PB-M總線橋參數配置如下:Profibus從站地址=10;波特率=19 200 b/s;校驗方式=無校驗;數據更新模式=At Evry MD End(在每條MD回答后);等待回答時間=50 ms。
3.3.2    Modbus的報文隊列配置及通信的實現
    根據監控系統的具體數據通信需求,PB-M總線橋可以配置不同的報文來滿足。在STEP7的Hardware catalog打開PB-B-MM/V32目錄,在目錄中有0~ 39個槽位邏輯上,非物理設備)。0和1槽已被占用,0槽是一個輸入字節,用作接口Modbus通信的狀態字;1槽是一個輸出字節,用作接口Modbus通信的控制字,通過它們可以對Modbus通信的運行和狀態進行監控。其余的37個槽位可供用戶使用,每個槽位可以插入一個Modbus通信模塊,每個Modbus通信模塊對應一種功能的Modbus報文。下面以本設計中電機保護控制器在Modbus報文中支持的功能碼FC06為例來說明通信的具體實現過程。
    第一步:選中2槽,然后在窗口右邊打開PB-B-MM/V32的硬件列表中找到“set single word 06H command)”通信模塊報文)。該通信模塊對應Modbus報文協議中的FC06功能。雙擊該模塊,就會在2槽位上插入“1AO set single word 06H command) QB256---QB257”。
    第二步:進一步設定Modbus參數,雙擊2”槽位上“1AO set single word 06H command) QB256~QB257”,選擇“Parameter Assignment”完成Mod-bus報文中所需的“從站地址”和“起始地址”等參數的設置。
    建立的Modbus至Profibus的數據映射關系,如圖2所示。其中,QB256和QB257是Profibus主站分配給這個Modbus通信模塊的兩個字節的Profibus輸出地址,對應Modbus報文寫入Modbus從站中的lWord (4xxxx)。這樣,通過PLC編程,可以將Profibus主站的數據直接寫入Modbus從站中,實現Profibus與Modbus的數據通信。
4結語
    構建堅強智能電網涉及到諸多方面的內容,高度集成通信系統就像智能電網的神經系統。目前,在智能電網的網絡化通信中不同網絡協議的數據交換是需要解決的一個瓶頸問題。采用由標準芯片開發、市場上成熟的協議轉換橋類產品,可以有效地減少系統的開發周期,提高系統的可靠性、通用性和標準性,并且為備品備件及系統升級提供可靠的保障。本文利用PB-M總線橋解決了基于Profibus西門子PLC與支持Modbus協議的第三方智能設備的通信問題,實現了低壓電動機保護器遠程網絡化的監控,是解決異構網絡中數據通信較有效的方式之一,在實際工程應用中具有廣闊的前景。

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