Modbus轉PROFIBUS DP適配器應用案例

——上海泗博自動化適配器成功應用于電力監控

摘要： 電力監控系統已經在發電廠、工礦企業、公用設施、智能大廈等領域得到越來越廣泛的應用。能夠取得如此成就，必然離不開其現場數據監視功能的實時性。WXD350 網絡電力儀表，就是針對電力系統、工礦企業、公用設施、智能大廈的電力監控需求而設計。它能高精度地測量所有常用的電力參數，同時WXD350 具備多種擴展功能的輸出方式可供選擇，其中RS485 的數字接口可實現儀表組網通訊功能。使用泗博自動化技術有限公司提供的Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125可以輕松實現WXS350網絡電力儀表跟韓國LS公司的PLC（PROFIBUS DP協議）之間的通訊。 關鍵詞：Modbus轉PROFIBUS DP    RS485轉PROFIBUS DP    電力監控    PROFIBUS DP    LS 一、引言 隨著電力網絡的不斷發展，用電負荷的持續增長，各種新型負載不斷涌現，用戶更加關注電能質量問題，同時對節能減排也提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰，以實現配電系統持續可靠、高效、低耗的運行，這必然要求中央控制室能夠監控各電力網絡現場的實時數據。中央控制室一般都是采用DCS、PLC等總線監視、控制設備來實現數據采集和處理，其中，現場電力儀表卻僅支持Modbus等現場設備協議（WXD350 網絡電力儀表支持Modbus RTU協議），不同總線之間的通訊問題是用戶現場首先要解決的問題。上海泗博自動化技術有限公司研發、生產的Modbus/RS485轉PROFIBUS DP適配器PM-125能夠解決不同現場總線協議之間的通訊問題。 二、系統功能 該系統的中控室采用了韓國LS公司的PLC實時地采集現場各網絡電力儀表的參數值（各相電壓、電流、有功功率、無功功率等參數），但是由于該網絡電力儀表支持Modbus RTU通訊協議，而韓國LS公司的PLC支持的是PROFIBUS DP協議，要實現兩者之間的通信，就必然要用到協議轉換模塊，而泗博公司提供的Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125就能夠實現此功能。適配器PM-125在Modbus側和網絡電力儀表通訊，將電力儀表中的各種現場數據采集并存儲到適配器PM-125內部輸入緩存區；在PROFIBUS DP側，韓國LS公司的PLC從適配器PM-125的內部輸入緩存區把這些數據讀到PLC端，供現場工程師分析進而控制各現場的用電情況。部分系統圖如右圖： 三、PM-125功能介紹 適配器PM-125實現了串口到PROFIBUS DP的數據通信。可連接單個具有Modbus RTU/ASCII（RS485）接口的設備到PROFIBUS DP，即將Modbus（RS485）網絡設備轉換為PROFIBUS DP網絡設備。供電：24VDC（11V～30V）、80mA（24VDC）；工作環境溫度：-45℃～80℃，相對濕度5%-95%；外形尺寸：100mm（長）*70mm（寬）*25mm（深）；安裝：35mm導軌 通信接口：   PROFIBUS DP端 Modbus（RS485）端 1、工作模式：作為PROFIBUS DP從站 1、Modbus RTU或者Modbus ASCII 2、接口類型：DB9孔; 2、工作模式：Modbus主站和通用模式可選 3、波特率：自適應（Max≤12Mbps） 3. 接口類型：PIN5（5針端子） 4、隔離設計：1KV光電隔離 4、波特率：300～115200bps 5、Max Input Bytes：168Bytes;   6、Max Output Bytes：168Bytes   7、Max Input + Output Bytes=336Bytes   8、站點地址：按鈕式，選址0～99     四、PM-125在電力監控系統中的運用 泗博公司的Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125在與韓國LS公司的PLC連接的一端作為PROFIBUS DP從站，在與WXD350網絡電力儀表連接的一端作為Modbus/485主站，采集Modbus RTU從站電力儀表的數據并上傳到PLC。 下圖是電力監控系統需要采集的各種電量信息地址參照表，其中本次通訊采集的數據有相電壓、線電壓、相電流、相有功、相無功等。 圖2 電量信息點表 下圖是適配器PM-125的配套配置軟件PMA-123的串口配置界面：其中需要配置協議類型、通訊波特率、校驗方式、停止位、通訊傳輸模式以及輸出命令輪詢模式等參數，這些參數需要跟WXD350網絡電力儀表實際的串口參數設置一致。 圖3串口配置界面 下圖是配置Modbus讀命令（該次通訊用04號功能碼）的界面：其中“Node（1）”表示網絡電力儀表的設備地址為1；Modbus寄存器起始地址37對應于A相電壓的Modbus地址、數據個數對應于寄存器個數（下圖34表示從地址37開始連續讀取34個Modbus寄存器）；內存映射起始地址指的是適配器PM-125從網絡電力儀表中讀上來的數據存放在適配器PM-125內部緩沖區的起始地址。 圖4 Modbus命令配置界面 下面是泗博公司適配器PM-125與LS公司的PLC的部分通信圖 圖5 網關與PLC連接示意圖 LS公司的PLC的組態界面如下： 圖6 硬件組態界面 圖7 地址分配界面 圖8 程序編譯界面 五、總結 Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125能夠成功建立WXD350網絡電力儀表（Modbus RTU協議）跟LS的PLC（PROFIBUS DP協議）通訊，在PLC程序中通過讀寫相應的I/O映射區數據以實現整個廠區內各區電力的實時監控。運用適配器PM-125實現不同總線間的數據通訊，不僅配置簡單，而且通訊速度快，保證了數據的實時性，更重要的是實現了數據高精度的采集，且可以長時間穩定運行。