一、 导言
现代工业的迅速开展，不断促进着自动化操控技能及设备通讯技能创新的开展。当时，PLC、DCS、智能仪表等已广泛运用到现场出产操控体系中，并开展到由上述设备彼此协同、一起面向整个出产进程的分布式工业操控体系。在此体系中，现场总线通讯技能至关重要。本文就某水利站分布式操控体系项目，介绍上海泗博自动化的Modbus转Profibus-DP协议网关设备的运用。
二、 体系组成
1、 体系结构
本体系构成如图1，其间略去了西门子S7-300PLC之外的其它现场级操控设备。体系上位机选用横河CS3000型DCS集散操控体系，完成对整个水利项目进行会集监控。下位机之一选用的是西门子S7-300系列PLC，完成对现场各种智能仪表，包含现场电机、智能开关、变频器、传感器等履行、检测设备的启停操控、信息收集等操作。
图1 体系结构
在上图所示体系结构中，现场各种智能仪表（选用的是Modbus协议或许各种非标协议，接口为RS485、RS422或许RS232）都能够经过上海泗博自动化的通用串口（Modbus/RS485/RS422/RS232）转Profibus-DP网关PM-160衔接到西门子S7-300PLC。此刻，网关PM-160在串口侧的协议类型为Modbus主站或许通用形式。横河DCS对西门子S7-300PLC的数据收集和监控相同需求运用上海泗博自动化的通用串口（Modbus/RS485/RS422/RS232）转Profibus-DP网关PM-160，此刻，网关PM-160在串口侧的协议类型为Modbus从站。
2、 通讯网络组成
2.1 Profibus协议简介
PROFIBUS 是现在国际上通用的现场总线规范之一，以其共同的技能特色、严厉的认证
规范、敞开的规范、很多厂商的支撑和不断开展的运用行规，已成为最重要的和运用最广泛的
现场总线规范。
PROFIBUS 现场总线通讯协议包含三个首要部分：
• PROFIBUS DP：主站和从站之间选用轮循的通讯方法，首要运用于自动化体系中单元级和现场级通讯。
• PROFIBUS PA：电源和通讯数据经过总线并行传输，首要用于面向进程自动化体系中单元级和现场级通讯。
• PROFIBUS FMS：界说了主站和主站之间的通讯模型，首要用于自动化体系中体系级和车间级的进程数据交换
其间，PROFIBUS-DP 是高速网络，通讯速率到达12M。PROFIBUS-DP 能够衔接长途I/O、执
行组织、智能马达操控器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备， 一条PROFIBUS-DP 总线能够最多衔接123 个从站设备。PROFIBUS-DP 的拓扑结构能够是总线型、星型和树型，通讯介质能够是屏蔽双绞线、光纤，也支撑红外传输，选用双绞线时，不加中继器最远通讯间隔可达1.2 公里，最多能够选用9 个中继器，最远通讯间隔可达9 公里。选用光纤时，最远通讯间隔可达100 公里以上，其间选用多膜光纤，两点间最远间隔可达3 公里，选用单膜光纤时，两点间最远间隔可达3 公里。
2.2 Modbus协议简介
Modbus协议是一种适用于工业操控范畴的主从式串口通讯协议，它选用查询通讯方法进行主从设备的信息传输，可寻址1-247个设备地址规模。协议包含播送查询和独自设备查询两种方法，二者差异便是播送查询不需求从设备回应信息，主、从设备查询通讯进程见图2：
图2 Modbus主、从设备查询呼应
Modbus协议常用功用码如图3所示：
图3 Modbus协议常用功用码
Modbus协议有两种传输形式：ASCII形式和RTU形式。同波特率下，RTU形式较ASCII形式能传输更多的数据，所以工业网络大都选用RTU形式。RTU形式下的信息传输报文格局如图4：
图4 Modbus RTU信息报文格局
它没有开始位和中止位，而是由至少3.5个字符间隔时间作为信息的开始和完毕标志。信息帧一切字符位由16进制字符0-9、A-F组成。
Modbus RTU通讯协议帧结构：
图5 RTU通讯协议帧格局
Modbus RTU方法主站读取从站寄存器数据示例：主设备查询。
图6 主设备查询格局
Modbus RTU方法主站读取从站寄存器数据示例：从设备呼应。
图7 从设备呼应格局
