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摘要：本文就西門子S7-300系列PLC與智能流量計之間的通信，介紹如何實現Modbus和PROFIBUS DP協議設備的相互通信、上海泗博自動化的Modbus轉PROFIBUS DP網關PM-160在其中的應用，以及這兩種不同通信協議的通信方式。
關鍵詞：Modbus協議 PROFIBUS DP協議 Modbus轉PROFIBUS DP 串口轉PROFIBUS DP PM-160
背景：隨著計算機技術迅速發展，石油化工儀表自控系統也逐漸向數字化、網絡化、模型化、智能化方向發展。石化企業在發展現有信息系統的基礎上，不斷深化企業綜合自動化系統，加強安全控制系統的應用，提高企業基礎自動化和先進控制水平，以增強企業的市場競爭力。本應用案例是西門子 S7-300 PLC與智能流量計通過泗博自動化的Modbus轉PROFIBUSD DP網關在石油化工行業間的通訊。上海泗博自動化技術有限公司為該用戶現場提供了一系列的通信解決方案。
本文以智能流量計為例，介紹如何通過上海泗博自動化技術有限公司的Modbus轉PROFIBUS DP網關PM-160構建Modbus從站設備（各種現場儀表等）與控制設備PLC（西門子 S7-300）之間的通信。
系統要求：
通過西門子S7-300 PLC監控流量計的溫度，壓力，瞬時值，累計流量等。流量計的通訊接口為RS485，采用的是Modbus RTU通訊協議。
系統要求采集的部分數據如下圖所示：
系統實現：
根據現場需要監控流量計的參數情況，每臺Modbus轉PROFIBUS DP網關（PM-160）的Modbus/RS485端口允許連接6臺流量計（6臺流量計的RS485端口通過首尾連接的方法連接到PM-160的RS485端口上），現場18臺流量計共使用了3臺Modbus轉PROFIBUS DP 網關（PM-160）。在網關PM-160的配置軟件PMG-123中配置Modbus讀寫命令及串口通信參數，在PLC的組態頁面進行相關硬件組態和編程（根據網關PM-160對應的GSD文件，在PROFIBUS DP主站網絡下組態3個PROFIBUS DP從站）后即可實現數據傳輸。
系統要求采集的部分數據如又右圖所示：
流量計顯示：
在如下圖所示界面，該流量計顯示了4行數據，第1行代表的是第一路采樣信號值（流量），第2行代表的是第二路采樣信號值（溫度），第3行代表的是瞬時值，第4行代表的是累計流量值。其中，第三路采樣信號值需要通過儀表設置才能查看。
系統要求采集的部分數據如下圖所示：
軟件配置：
PMG-123是上海泗博自動化提供的免費配置軟件，用戶可在該配置軟件中配置Modbus轉PROFIBUS DP網關PM-160的相關參數及讀寫命令，建立6臺從站流量計的Modbus寄存器起始地址和網關PM-160的內存地址的映射關系。配置界面如下所示：
Modbus寄存器起始地址和網關PM-160的內存地址的映射關系可根據用戶實際需要手動分配或者使用軟件的“自動映射”功能實現。按用戶現場需要，在配置軟件中每個節點配置了兩條讀命令，第一條命令連續讀取“第一路采樣”、“第二路采樣”、“第三路采樣”以及“瞬時值”，第二條命令讀取“累計流量”。在該項目中，用戶使用的是軟件的“自動映射”地址功能。
step7組態：
在S7-300 PLC的硬件組態界面中，導入Modbus轉PROFIBUS DP網關PM-160的GSD文件后，在PROFIBUS DP總線下組態3個PROFIBUS DP從站（PM-160），其中，每個從站對應的地址應該與網關PM-160按鈕的設置值（即網關正常運行狀態下數碼管的顯示值）一致。分別將需要的數據塊（6個Modbus從站需要上傳數據的總的字節長度）拖動到網關PM-160對應的槽位中，建立PROFIBUS DP主站I/O映射區和每個PROFIBUS DP從站（PM-160）內存地址的映射關系。組態好后編譯下載到PLC即可開始數據調試通訊。組態界面如下所示：
按照“PMG-123配置界面”和“STEP7硬件組態界面”的配置關系，假設其中一臺PM-160的PROFIBUS DP地址為11，所連接的6臺Modbus從站流量計的站地址分別為1～6，則這6臺從站Modbus寄存器地址和PLC映射區地址對應關系如表所示：
用戶只需要對照上表中Modbus寄存器地址對應的PLC地址，在PLC中對相關數據進行尋址即可完成相應數據的采集和監控。
如上圖所示，在該界面，可實現對Modbus從站流量計數據的采集和監控。根據在PMG-123及STEP7組態界面中設置的Modbus從站寄存器地址和PLC中I/O數據映射關系，PLC輸入映射地址PIW256、PIW258對應的兩個字是Modbus從站地址為1的流量計的“第一路采樣壓力值”，對應于流量計的顯示的1.000Kpa；PLC輸入映射地址PIW260、PIW262對應的兩個字是Modbus從站地址為1的流量計的“第二路采樣溫度值”；PLC輸入映射地址PIW264、PIW266對應的兩個字是Modbus從站地址為1的流量計的“第三路采樣壓力值”，在儀表顯示界面中并未顯示；PLC輸入映射地址PIW268、PIW270對應的兩個字是Modbus從站地址為1的流量計的“瞬時值”，依次類推。通過在PMG-123中配置的Modbus相關命令對應的Modbus從站寄存器地址數據都能夠在PLC對應的I/O映射區地址中實現采集和監控。
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