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Hilscher通用网关实现PROFIBUS总线和串口仪表通讯应用案例(图)

作者: 来源: 发布时间:2009/9/3 9:30:42  点击数:2234

 

1引言
    智能控制仪表是工业控制中最常用的控制器之一,其主要是针对某一特定的参数(如压力、温度、流量等),采用先进的控制算法(如PID、自适应PID、模糊逻辑等)来达到精确控制被控参数的目的,具有专业性强、智能化高、控制算法先进、使用方便等特点。可编程逻辑控制器(简称PLC)以其运行可靠、集成度高、可扩展性强而在工业控制中得到广泛的应用。在当今现场总线技术极大发展的今天,世界上各大PLC厂商所推出的现场总线也各不相同,目前国际上流行的现场总线协议就有10几种之多;但由于这些仪表一般只支持串口通讯协议,如何通过现场总线把智能控制仪表的数据传入PLC中,就比较难以实现。为此德国赫优讯公司推出了netTAP系列通用网关,它支持各种现场总线从站到串口协议的转换。下面我们以PROFIBUS-DP从站到ASCII协议的转换来说明。
2 通信系统的构成以及实现方法
2.1 系统配置
    SIEMENS公司的315-2 DP CPU作为一个DP Master,总线地址设为2;Hilscher公司的netTAP网关作为PROFIBUS-DP从站,总线地址设为3;控制仪表我们采用目前使用比较广泛的Eurotherm公司的2416仪表(4块)。系统配置简图如下:
 

图1:系统配置图
2.2  netTAP网关的参数设置
    netTAP系列网关中的有一种支持PROFIBUS-DP从站到Modbus RTU或ASCII或3964R协议转换的NT30-DPS网关,只要加载不同的固件就可以实现PROFIBUS-DP和相应协议之间的转换。在这里我们选用PROFIBUS-DP从站到ASCII协议。选择完后将固件下载到网关中去。
    下面要对网关进行相应的配置:
2.2.1 ASCII(其它参数采用默认设置)

表1:ASCII相关参数的设置  
2.2.2 MODULES(注意要和DP主站的设置保持一致)

表2:MODULES相关参数的设置
    参数组态完成后,将组态信息也下载到网关中去。
2.3  2416仪表的通讯参数设置
    参照欧陆2000系列仪表通讯说明书,来对通讯参数进行设置。
    2416仪表支持2种通讯协议:MODBUS PROTOCOL和EI-BISYNCH PROTOCOL,我们选择MODBUS PROTOCOL协议进行通讯。根据网关中已经配置好的组态信息,将4块仪表通讯参数设置为:地址依次为1-4;波特率设为9600;8位数据位;1位停止位;偶校验;其它参数用默认值。(相关操作请参见仪表操作说明书)
2.4  DP主站中进行组态和编程
    打开STEP7编程软件将NT3-DPS的GSD文件安装到STEP中,然后通过GSD文件对NT30-DPS进行组态,见图2。

 图2:主站中网关的组态
    组态完成后,进行编译保存。
    下面将进行代码的编写,由于要采用CRC检验,所以我们需要编写一个CRC检验的程序;具体代码编写请参照2000系列仪表通讯说明书,在程序中我们编写了一个功能FC和一个用来存放数据的数据块DB3,在DB3内建一个数组元素类型为BYTE长度为32的数组。
    读仪表数据时, 我们采取读N WORDS的方法,命令格式见图3:
 
    我们需要读取的数据为仪表的PV值、OP值和SP值。根据通讯说明书它们的MODBUS参数地址分别为1、3和2。因此要读取这三个值的命令应该为(MODBUS地址为1的仪表为例):010300010003CRC,在返回的数据中,我们就可以得到PV、SP和OP的值。
在PROFIBUS的输入和输出映像区的第一个字节本例中为(PQB256和PIB256)是用于控制和监控通讯状态的握手字节
下面为STEP程序的部分代码:

 
    将MB20值设为1;读取MODBUS地址为1的仪表的数据。根据上面的应答格式,我们知道在返回的数据中PIW261为仪表的PV值;PIW263为仪表的SP值;PIW265为仪表的OP值。在变量表里进行监控并和仪表进行比较,我们发现数值是正确的。
    要对多块仪表进行通讯,只要通过程序来改变MB20的值,因此我们可以每隔100MS将相应仪表的站地址送到MB20中去,等数据返回后,再将下一块仪表的站地址
 

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