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。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，如何通过现场总线把智能控制仪表就比较难以实现。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：
max.book118.com 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
max.book118.com 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	2		in byte con	64		out byte con	2		out 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，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将在未来自动化系统中发挥重要作用。?etTAP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。
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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）
广州虹科电子科技有限公司
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