上海泗博Modbus转PROFIBUS DP适配器PM-125在污水处理系统中的应用

上海泗博Modbus转PROFIBUS DP适配器PM-125在污水处理系统中的应用

摘要：

某工程的污水处理系统中，需要将西门子300系列PLC和鼓风机中的变频器之间进行数据交换。西门子300系列PLC是PROFIBUS DP协议的，而变频器却是Modbus RTU协议的，因此两者之间无法直接进行数据交换。使用我公司产品PM-125作为中间转换，实现两种不同协议之间的通讯，正是解决这一问题的最佳解决方案。

我公司生产的适配器PM-125是一款实现串口和PROFIBUS DP协议之间数据通讯的产品。凡具有RS485接口的Modbus协议设备都可以使用本产品实现与现场总线PROFIBUS的互连。如：具有Modbus协议接口的变频器、电机启动保护装置、智能高低压电器、电量测量装置、各种变送器、智能现场测量设备及仪表等等。

关键词：

Modbus转PROFIBUS  RS485转PROFIBUS DP  污水处理  PM-125  串口转PROFIBUS DP  西门子S7-300

解决方案：

1、系统架构：

现场的S7-300PLC是作为PROFIBUS DP的主站，变频器作为Modbus从站。因此，该项目中PM-125在PROFIBUS DP侧作为从站，在Modbus侧作为主站使用。

图1 系统结构图

2、系统功能

在此系统中，变频器将其数据（操作频率、电压、电流、温度值等）通过RS485串口传递到PM-125中，然后S7-300PLC通过DP端口从PM-125处获得变频器的数据；同理，S7-300PLC通过PROFIBUS DP端口将数据发送给PM-125，然后PM-125发送写命令，将PROFIBUS DP输出的数据写入到变频器中，从而实现PROFIBUS DP到Modbus协议的转换。

3、接线（示意图）

PM-125上接线只需连接3处：电源连接24V直流电源，RS485口连接到变频器上，PROFIBUS DP（DB9端口）连接到西门子300PLC上。

图2 接线图

4、配置

使用PM-125之前，需要对PM-125进行配置，使用我公司提供的免费的配置软件PMA-123即可轻松配置该产品。PM-125中的配置完全根据变频器中的各种参数及命令和寄存器地址（物理点表）来配置。

注意：上下载配置时需要在PM-125的配置模式下进行。

I. 变频器的各项参数说明

（每种设备的通讯说明格式描述不同，但内容基本相同。此处列举本案例中使用的变频器的使用说明书的部分内容，仅供参考。） 变频器使用如下数据结构：通讯波特率：19200bps，数据位：8，奇偶校验位：无，停止位1. 变频器的从站ID号是：1（可设置）  变频器使用Modbus命令为：03号读保持寄存器和06号预置单个寄存器。  通信数据地址的定义：  该部分是通信数据的地址定义，用于控制变频器的运行、获取变频器状态信息及变频器相关功能参数设定等。  功能码参数地址表示规则：  变频器参数的功能码也是寄存器地址，即各参数地址为该参数去掉小数点后的十进制数。  举例如下：  a)功能码F0.03（电流） 地址：3（十六进制两字节表示00H 03H）  b)功能码F0.05（转速） 地址：5（十六进制两字节表示00H 05H）  c)功能码F1.07（加速时间） 地址：107（十六进制两字节表示00H 6BH）  d)功能码F1.08（减速时间） 地址：108（十六进制两字节表示00H 6CH）

想要采集的变频器中的数据地址为：

表1 变频器使用说明书-第六章功能参数表

对上面5个地址的参数进行“读/写”操作。

II. PMA-123配置软件使用说明如下：

安装好该配置软件以后，打开PMA-123，选择PM-125，点击“确定”：

图3

现场总线：默认即可

图4 现场总线配置界面

子网：

图5 子网配置界面

增加节点：注意“从站地址”要设置为变频器的ID。

图6 节点配置界面

增加命令：

根据要读取的变频器的参数的地址，配置了以下读、写命令。只需配置命令中的“Modbus寄存器起始地址”和“数据个数”，待所有命令添加完成后，点击工具栏上的“自动映射”即可。

增加读命令：03号读保持寄存器

图7 读命令配置界面-1

图8 读命令配置界面-2

增加写命令：06号预置单个寄存器，数据个数只能为1个，不可更改，所以要添加5条

图9 写命令配置界面-1

图10 写命令配置界面-2

所有的命令增加完成以后，点击工具栏上的“自动映射”按钮，点击“是”：

图11 自动映射选择界面

到此，PM-125的配置完成。

将适配器PM-125上电，双击按钮，使其进入“CF”配置状态，点击工具栏上的下载按钮， 选择好电脑所用的RS485连接线的串口，完成下载：

图12 下载界面面

III. PROFIBUS DP端的PLC组态软件设置

PROFIBUS DP端只需在PLC的组态软件中导入GSD文件，拖动好输入/输出数据块，设置好DP地址即可。

图13 PROFIBUS DP组态软件配置界面

配置好下载成功以后，就可以开始数据传输了。在Modbus一端，PM-125循环发送读命令，将变频器的数据读取上来，传递到PLC中去；在PROFIBUS DP端，PLC将数据值更改，通过PM-125发送写命令，从而控制变频器中的各项参数。

表2 Modbus从站和PM-125以及DP主站之间地址对应关系表

结束语

此案例中泗博PM-125起到Modbus协议和PROFIBUS DP协议之间转换的作用。

很多时候，在某项目中的各个设备之间通讯时，由于各个设备往往是不同的通讯协议，如果想让这些设备之间通讯，就存在不同通讯协议之间如何进行数据交换的问题。而我公司的相关产品正是应用于此而开发产生的，运用PM-125适配器，不仅配置简单，还可以实现Modbus设备跟上位机之间一对一的通讯，传输速度快，实现了数据的高精度采集，且可以长时间稳定运行。