摘要：本文介紹如何通過(guò)Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)PM-127實(shí)現(xiàn)醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控及物流過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)中不同總線設(shè)備之間的通信。上海泗博自動(dòng)化技術(shù)有限公司為類似的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供了一系列的通信解決方案。
關(guān)鍵詞：Modbus協(xié)議 PROFIBUS協(xié)議 Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS 串口轉(zhuǎn)PROFIBUS PM-127 醫(yī)藥行業(yè) 溫濕度儀表
背景：在醫(yī)藥行業(yè)，藥品生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控及物流過(guò)程監(jiān)控非常重要。生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控：制劑過(guò)程對(duì)于溫度、濕度、風(fēng)速、壓力和潔凈度等有及其特殊的要求，其生產(chǎn)必須在高潔凈度的潔凈室中進(jìn)行，因此需要對(duì)潔凈室進(jìn)行恒溫恒濕的實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測(cè)。物流過(guò)程監(jiān)控：藥品存儲(chǔ)運(yùn)輸過(guò)程中，需嚴(yán)格控制其存儲(chǔ)及運(yùn)輸環(huán)境的溫濕度。
本文以監(jiān)控系統(tǒng)中PLC采集智能溫濕度儀表數(shù)據(jù)為例，介紹如何通過(guò)上海泗博自動(dòng)化技術(shù)有限公司的Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)PM-127構(gòu)建Modbus從站設(shè)備（智能溫濕度儀表）與控制設(shè)備PLC（西門子 S7-300）之間的通信，實(shí)現(xiàn)藥品生產(chǎn)過(guò)程及物流的監(jiān)控。
系統(tǒng)要求：
通過(guò)西門子S7-300 PLC采集智能溫濕度儀表的測(cè)量參數(shù)并控制現(xiàn)場(chǎng)的各種溫濕度補(bǔ)償裝置。該監(jiān)控系統(tǒng)使用的智能溫濕度儀表通訊接口為RS485，采用的是Modbus RTU通訊協(xié)議。
系統(tǒng)要求采集的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：
部分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：
PM-127功能介紹：
PM-127正常供電：24VDC（11V～30V），80mA（24V DC）；工作環(huán)境溫度：-20℃ ~ 60℃，相對(duì)濕度5% ~ 95%（無(wú)凝露）；外形尺寸：115mm（高）×18mm（寬）×100mm（深）；安裝：35mm導(dǎo)軌，特點(diǎn)如下：
- 節(jié)省空間：精美超薄的刀片式產(chǎn)品外觀，使您的柜內(nèi)空間得到更大的利用。
- 功能強(qiáng)大：完善的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視功能，能使您方便地在PROFIBUS 端監(jiān)控Modbus網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，更有效、方便地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配置做出調(diào)整。Modbus寫命令搶占式輸出功能，能有效地提高用戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性。
- 配置簡(jiǎn)單：用戶不必了解PROFIBUS和Modbus技術(shù)細(xì)節(jié)，無(wú)需任何編程就可以完成對(duì)網(wǎng)關(guān)的配置。
- 應(yīng)用廣泛：Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS智能網(wǎng)關(guān)與主流的PLC、DCS以及各種具有RS485接口的Modbus設(shè)備都兼容。
PROFIBUS DP端口
| PM-127 網(wǎng)關(guān)在PROFIBUS DP/V0側(cè)為從站； |
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| PROFIBUS DP地址通過(guò)按鈕設(shè)置； |
| PROFIBUS DP波特率自適應(yīng)，支持最高12Mbps； |
PROFIBUS 輸入/輸出字節(jié)數(shù)可自由設(shè)定：
①M(fèi)ax Input Bytes ≤244Bytes
②Max Output Bytes ≤244 Bytes
③Max Data Bytes ≤488 Bytes |
Modbus端口
| PM-127網(wǎng)關(guān)在Modbus側(cè)為主、從站可選（注冊(cè)不同的GSD文件）； |
| 支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H號(hào)Modbus功能碼；最多可配置48條Modbus命令； |
| 狀態(tài)監(jiān)視功能：作為Modbus主站，PROFIBUS端可以監(jiān)視Modbus命令狀態(tài)；作為Modbus從站，PROFIBUS端可以監(jiān)視Modbus網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)； |
| Modbus波特率最高可支持115200bps。 |
配置方式：
PM-127的配置是在PROFIBUS DP主站的組態(tài)配置軟件中完成的。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，分別選擇主站或者從站GSD文件。
在本應(yīng)用案例中，PROFIBUS DP主站為西門子S7-300PLC，則在其對(duì)應(yīng)的硬件組態(tài)界面STEP7中注冊(cè)網(wǎng)關(guān)PM-127的GSD文件。
在PROFIBUS DP總線下組態(tài)12個(gè)PROFIBUS DP從站（PM-127）。其中，每個(gè)從站對(duì)應(yīng)的地址應(yīng)該與所連接的網(wǎng)關(guān)PM-127的數(shù)碼管顯示值一致（通過(guò)按鈕更改數(shù)碼管顯示值）。
分別將需要的數(shù)據(jù)塊拖動(dòng)到網(wǎng)關(guān)PM-127對(duì)應(yīng)的槽位中，建立PROFIBUS DP主站I/O映射區(qū)和每個(gè)PROFIBUS DP從站（PM-127）內(nèi)存的映射關(guān)系。組態(tài)好后編譯下載到PLC即可開(kāi)始數(shù)據(jù)調(diào)試通訊。以注冊(cè)主站GSD文件為例說(shuō)明，組態(tài)界面如下所示：
雙擊拖動(dòng)到總線上的單個(gè)PM-127，可分別設(shè)置該PM-127的串口通訊參數(shù)，設(shè)置界面如下圖所示：
雙擊拖動(dòng)到單個(gè)PM-127對(duì)應(yīng)槽位中的數(shù)據(jù)塊（一個(gè)數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)一條Modbus命令），可分別設(shè)置該命令的內(nèi)容：對(duì)應(yīng)的從站地址（Slave Address：連接的智能溫濕度儀表的站地址），Modbus寄存器起始地址（Starting Address），設(shè)置界面如下圖所示：
上圖數(shù)據(jù)塊表示：讀從站地址為“1”的溫濕度儀表數(shù)據(jù)，通訊指令為04，寄存器起始地址為0，該條數(shù)據(jù)塊為“Read 2 words（3XXXX）”。則在PLC中讀到的數(shù)據(jù)即為數(shù)據(jù)點(diǎn)表中的溫度測(cè)量值和濕度測(cè)量值。
系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：
在該監(jiān)控系統(tǒng)中，12臺(tái)Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)PM-127分別將控制現(xiàn)場(chǎng)98臺(tái)智能溫濕度儀表運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)（Modbus協(xié)議格式傳輸）轉(zhuǎn)換為PROFIBUS DP協(xié)議數(shù)據(jù)并映射到S7-300 PLC的輸入輸出映射區(qū)，在PLC程序中通過(guò)讀寫相應(yīng)的I/O映射區(qū)以實(shí)現(xiàn)S7-300 PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)智能溫濕度儀表的實(shí)時(shí)監(jiān)控。配置簡(jiǎn)單，使用方便，運(yùn)行穩(wěn)定。
