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智能电动机保护器PB-M总线桥的配置及通信实现
2014-11-10 14:35:08      [阅读: 次]
3  PB-M总线桥的配置及通信实现
3.1  PB-M总线桥协议转换原理
    PB-M总线桥是智能型的Modbus 232/485到Profibus的协议转换接口。具有RS - 232/485接口,支持标准Modbus RTU通信协议的设备都可以通过该PB -M总线桥实现与Profibus现场总线的互连。PB-M总线桥中的微处理器CPU通过对SPC3芯片控制实现Profibus侧的通信任务,并在RAM中建立Profibus通信数据缓冲区;同时,PB-M总线桥中的通过RS - 232/485接口实现与外部Modbus设备的通信,也在RAM中建立
Modbus通信数据缓冲区,由软件实现两个缓冲区的数据交换,从而实现Modbus到Profibus数据交换及协议转换。
3.2    PB-M总线桥的硬件配置
    Profibus协议规定从站地址范围0~126。PB-M总线桥在Profibus网络一侧是Profibus从站,Profibus从站地址通过产品正面两个十进制旋转开关来设置。若站地址大于99还需要设置产品背面的选择开关SW4(升级后4拨码的PB-M总线桥)的ON/OFF来配合完成。PB-M总线桥在Modbus网络一侧可以为主站,也可以为从站,PB-M总线桥的SW2(升级后4拨码的PB-M总线桥)拨码开关用来设置Modbus主/从站(0FF为主站,ON为从站)。

    PB-M总线桥自带DP接口,可以使用标准的Profibus-DP插头和Profibus电缆将PB-M总线桥连接至Profibus网络。若该DP接口位于Profibus网络的两端,应使用带终端电阻的DP插头,并将终端电阻的选择开关打到ON位置。另一方面,PB-M总线桥通过自身集成的RS - 485接口,可以实现与Modbus网络上的从站通信。需要注意的是若该RS - 485接口位于Modbus网络终端要加入终端电阻,PB-M总线桥在RS - 485接口处已内置了终端电阻,将端子A-和TA间及B+和TB间各外接短接线,便将终端电阻接入网络。

3.3  PB-M总线桥的软件配置及通信实现

3. 3.1 PB-M总线桥设备参数配置
    PB-M总线桥作为Profibus第三方设备,用西门子STEP7软件对其进行组态之前,必须将其提供的(General Station Description,GSD)文件安装到STEP7的硬件目录中。GSD文件是可读的ASCII码文本文件,包括通用的与设备有关的通信技术规范。DS-MMV3x.GSD文件是PB-M总线桥的主站GSD文件,DS-MSV3x.GSD文件是PB-M总线桥的从站GSD文件。安装DS-MMV3x.GSD文件成功后,在STEP7硬件目录窗口的Pro-fibus-DP/Gateway目录下可以找到该硬件PB-B -MM/V32。按照通常的STEP7硬件组态的过程将PB-B-MM/V32添加到硬件配置系统中后,可以对其相关参数进行设置,根据Profibus-DP硬件系统
配置及Modbus从站的要求,PB-M总线桥参数配置如下:Profibus从站地址=10;波特率=19 200 b/s;校验方式=无校验;数据更新模式=At Evry MD End(在每条MD回答后);等待回答时间=50 ms。
3.3.2    Modbus的报文队列配置及通信的实现
    根据监控系统的具体数据通信需求,PB-M总线桥可以配置不同的报文来满足。在STEP7的Hardware catalog打开PB-B-MM/V32目录,在目录中有0~ 39个槽位逻辑上,非物理设备)。0和1槽已被占用,0槽是一个输入字节,用作接口Modbus通信的状态字;1槽是一个输出字节,用作接口Modbus通信的控制字,通过它们可以对Modbus通信的运行和状态进行监控。其余的37个槽位可供用户使用,每个槽位可以插入一个Modbus通信模块,每个Modbus通信模块对应一种功能的Modbus报文。下面以本设计中电机保护控制器在Modbus报文中支持的功能码FC06为例来说明通信的具体实现过程。
    第一步:选中2槽,然后在窗口右边打开PB-B-MM/V32的硬件列表中找到“set single word 06H command)”通信模块报文)。该通信模块对应Modbus报文协议中的FC06功能。双击该模块,就会在2槽位上插入“1AO set single word 06H command) QB256---QB257”。
    第二步:进一步设定Modbus参数,双击2”槽位上“1AO set single word 06H command) QB256~QB257”,选择“Parameter Assignment”完成Mod-bus报文中所需的“从站地址”和“起始地址”等参数的设置。
    建立的Modbus至Profibus的数据映射关系,如图2所示。其中,QB256和QB257是Profibus主站分配给这个Modbus通信模块的两个字节的Profibus输出地址,对应Modbus报文写入Modbus从站中的lWord (4xxxx)。这样,通过PLC编程,可以将Profibus主站的数据直接写入Modbus从站中,实现Profibus与Modbus的数据通信。
4结语
    构建坚强智能电网涉及到诸多方面的内容,高度集成通信系统就像智能电网的神经系统。目前,在智能电网的网络化通信中不同网络协议的数据交换是需要解决的一个瓶颈问题。采用由标准芯片开发、市场上成熟的协议转换桥类产品,可以有效地减少系统的开发周期,提高系统的可靠性、通用性和标准性,并且为备品备件及系统升级提供可靠的保障。本文利用PB-M总线桥解决了基于Profibus西门子PLC与支持Modbus协议的第三方智能设备的通信问题,实现了低压电动机保护器远程网络化的监控,是解决异构网络中数据通信较有效的方式之一,在实际工程应用中具有广阔的前景。

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