利用赫優訊公司（Hilscher）通用網關實現PROFIBUS總線和串口儀表之間的通訊

1引言
     智能控製儀表是工業控製中最常用的控製器之一
，其主要是針對某一特定的參數（如壓力
、溫度

、流量等）
，采用先進的控製算法（如PID、自適應PID
、模糊邏輯等）來達到精確控製被控參數的目的，具有專業性強、智能化高
、控製算法先進、使用方便等特點。可編程邏輯控製器（簡稱PLC）以其運行可靠
、集成度高、可擴展性強而在工業控製中得到廣泛的應用。在當今現場總線技術極大發展的今天，世界上各大PLC廠商所推出的現場總線也各不相同
，目前國際上流行的現場總線協議就有十幾種之多；但由於這些儀表一般隻支持串口通訊協議

，如何通過現場總線把智能控製儀表的數據傳入PLC中，就比較難以實現。為此德國Hilscher（德國赫優訊自動化係統有限公司
，以下簡稱赫優訊）公司推出了netTAP係列通用網關，它支持各種現場總線從站到串口協議的轉換。下麵我們以PROFIBUS-DP從站到ASCII協議的轉換來說明。
2 通信係統的構成以及實現方法
2.1 係統配置
    SIEMENS公司的CPU315-2DP作為一個Profibus DP 主站

，總線地址設為2；Hilscher公司的netTAP網關NT30-DPS作為PROFIBUS-DP從站,總線地址設為3；控製儀表我們采用目前使用比較廣泛的Eurotherm（歐陸）公司的智能溫控儀2416（4塊）。係統配置簡圖如下：

           圖1：係統配置圖
2.2 netTAP網關的參數設置
      赫優訊NT30-DPS網關可以實現將多種串口協議轉換為Profibus-DP 從站，如Modbus RTU

、西門子3964R
、標準ASCII
，對於不同的串口協議隻需要下載相應的固件到NT30-DPS網關即可。在這裏我們選擇標準ASCII協議固件下載到網關。
      下麵是對網關進行相應的配置：
2.2.1 ASCII（其它參數采用默認設置）

          表1：ASCII相關參數的設置
2.2.2 MODULES（注意要和DP主站的設置保持一致）

         表2：MODULES相關參數的設置

       參數組態完成後，將組態信息下載到網關中。
2.3 2416儀表的通訊參數設置
       參照歐陸2000係列儀表通訊說明書，來對通訊參數進行設置。
       2416儀表支持2種通訊協議：MODBUS PROTOCOL和EI-BISYNCH PROTOCOL
，我們選擇MODBUS PROTOCOL協議進行通訊。根據網關中已經配置好的組態信息
，將4塊儀表通訊參數設置為：地址依次為1-4；波特率設為9600；8位數據位
；1位停止位；偶校驗
；其它參數用默認值。（相關操作請參見儀表操作說明書）
2.4 DP主站中進行組態和編程
      打開STEP7編程軟件將NT3-DPS的GSD文件安裝到STEP7中

，然後通過GSD文件對NT30-DPS進行組態
，見圖2。

            圖2：主站中網關的組態
組態完成後，進行編譯保存.
   下麵將進行代碼的編寫，由於要采用CRC檢驗，所以我們需要編寫一個CRC檢驗的程序；具體代碼編寫請參照2000係列儀表通訊說明書
，在程序中我們編寫了一個功能FC和一個用來存放數據的數據塊DB3
，在DB3內建一個數組元素類型為BYTE長度為32的數組。
   讀儀表數據時


， 我們采取讀N WORDS（Function code 3）的方法，命令格式見圖3：

             圖3：讀取N個字的命令格式
   返回的應答信息格式見圖4 

             圖4：讀取N個字命令的應答信息格式
   我們需要讀取的數據為儀表的PV值
、OP值和SP值。根據通訊說明書它們的MODBUS參數地址分別為1、3和2。因此要讀取這三個值的命令應該為（MODBUS地址為1的儀表為例，16進製）：01 03 00 01 00 03 CRC，在返回的數據中，我們就可以得到PV、SP和OP的值。
   在PROFIBUS的輸入和輸出映像區的第一個字節（本例中為PQB256和PIB256）是用於控製和監控通訊狀態的握手字節）
   下麵為STEP7程序的部分代碼：

   將MB20值設為1；讀取MODBUS地址為1的儀表的數據。根據上麵的應答格式
，我們知道在返回的數據中PIW261為儀表的PV值；PIW263為儀表的SP值；PIW265為儀表的OP值。在變量表裏進行監控並和儀表進行比較，我們發現數值是正確的。
   要對多塊儀表進行通訊
，隻要通過程序來改變MB20的值，因此我們可以每隔100MS將相應儀表的站
   地址送到MB20中去，等數據返回後，再將下一塊儀表的站地址送到MB20中zhong直zhi到dao最zui後hou一yi塊kuai
，然ran後hou重zhong新xin從cong第di一yi塊kuai儀yi表biao開kai始shi。由you於yu返fan回hui的de數shu據ju中zhong包bao含han了le站zhan地di址zhi信xin息xi，因yin此ci我wo們men隻zhi要yao根gen據ju站zhan地di址zhi將jiang得de到dao的de數shu據ju送song到dao相xiang應ying的de存cun儲chu區qu域yu中zhong即ji可ke。當dang然ran我wo們men也ye可ke以yi對dui儀yi表biao進jin行xing寫xie操cao作zuo，需xu要yao注zhu意yi的de是shi讀du寫xie轉zhuan換huan的de控kong製zhi問wen題ti。
3 結束語
     我(wo)們(men)在(zai)未(wei)來(lai)相(xiang)當(dang)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)內(nei)將(jiang)麵(mian)對(dui)多(duo)種(zhong)網(wang)絡(luo)協(xie)議(yi)並(bing)存(cun)的(de)現(xian)實(shi)，因(yin)此(ci)用(yong)於(yu)協(xie)議(yi)轉(zhuan)換(huan)功(gong)能(neng)的(de)網(wang)絡(luo)部(bu)件(jian)將(jiang)在(zai)未(wei)來(lai)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)中(zhong)發(fa)揮(hui)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。擁(yong)有(you)多(duo)種(zhong)網(wang)絡(luo)接(jie)口(kou)的(de)自(zi)動(dong)化(hua)設(she)備(bei)也(ye)必(bi)然(ran)具(ju)有(you)更(geng)強(qiang)的(de)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)力(li)。NetTAP作為一種通用的協議網關，它支持多種協議間的轉換，已經在很多場合中得到了實際應用，在未來也必將擁有廣闊的市場前景。
參考文獻
[1] 2000 comms man. Eurotherm Company（歐陸工業自動化有限公司）.
[2] NtDpsAsc.en. Hilscher Company（德國赫優訊自動化係統有限公司）.
作者簡介
雷浩（1983--） 男 助工/學士 無錫市北辰自動化技術有限公司，從事工業自動化行業係統集成和聯網工程研發。
王海波（1982--） 男 助工/學士 無錫市北辰自動化技術有限公司，從事工業自動化行業係統集成和聯網工程研發