1、Hilscher 通用网关实现 PROFIBUS 总线和串口仪表通讯应用案例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
2、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
3、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）接口/RTS RS485/RTS启用波特率 9600数据位 8停止位 1奇偶校验 偶校验模式 主站结束模式 仅时间控制校验和模式 无校验和区域 仅在用户数据
4、中字符过滤 无字符16进制报文间隔 100毫秒表 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）模块类型 模块长度in byte con 2in byte con 64out byte con 2out byte con 64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
5、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
6、，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：图3：读取N个字的命令格式返回的应答信息格式见图4图4：读取N个字命令的应答信息格式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
7、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送到 MB20 中直到最后一块，然后重新从第一块仪表开始。由于返回的数据中包含了站地址信息，因此我们只要根据站地址将得到
8、的数据送到相应的存储区域中即可。当然我们也可以对仪表进行写操作，需要注意的是读写转换的控制问题。3 结束语我们在未来相当一段时间内将面对多种网络协议并存的现实，因此用于协议转换功能的网络部件将在未来自动化系统中发挥重要作用。 拥有多种网络接口的自动化设备也必然具有更强的市场竞争力。NetTAP 作为一种通用的协议网关，它支持多种协议间的转换，已经在很多场合中得到了实际应用，在未来也必将拥有广阔的市场前景。如果有任何技术问题或产品信息需要咨询，请致电广州虹科电子科技有限公司（德国赫优讯代理商）：。020-38743030/ 020-38743032/ 020-38744538/ 020-38744528 陈工参考文献：【1】 Hilscher 通用网关实现 PROFIBUS 总线和串口仪表通讯应用案例（无锡市北辰自动化技术有限公司）
