浅谈PROFIBUS转MODBUS总线桥应用
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【摘要】摘 要：文中介绍了一种代替MODBUS通讯报文编制的总线桥及其应用，并举例说明在应用时的参数设置及注意事项。
一、引言
PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。随着制造业自动化和过程自动化中分散化结构的迅速增长，现场总线的应用日益广泛，现场总线实现了数字和模拟输入/输出模块、智能信号装置和过程调节装置与可编程逻辑控制器和PC之间的数据传输。
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器之间或设备之间可以经由物理网络进行通信。它已经成为一通用工业标准，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
两种协议的仪表在工业体系中得到了大量的应用。从某种程度上降低了整个系统的工程费用、装配费用、硬件成本、设备调试和维护成本。
两者的物理层都支持RS485，而采用的通讯协议不一致，使得两者应用在同一个生产过程自动化系统时，因协议不同而产生不便，需要大量编程。一种总线桥设备的应用解决了这种问题，充当两者的“同声翻译”。
以使用电量采集器采集数据到西门子PLC系统为例。
二、系统搭建
PLC具备PROFIBUS总线接口，电量采集器具有RS485接口，RS-485采用平衡发送和差分接收方式实现通信：发送端将串行口的TTL电平信号转换成差分信号A,B两路输出，经过线缆传输之后在接收端将差分信号还原成TTL电平信号。由于传输线通常使用双绞线，又是差分传输，所以又极强的抗共模干扰的能力，总线收发器灵敏度很高，可以检测到低至200mV电压。故传输信号在千米之外都是可以恢复。系统搭建如图
系统搭建
PROFIBUS的通讯波特率依据通讯距离远近进行设置，见下表
这里设置PLC PROFIBUS的通讯速率为1.5M, 总线桥为波特率自适应，无需设置。总线桥MODBUS一侧波特率设置为9600Bytes，电量采集器相应设置为9600Bytes。总线桥PROFIBUS一侧输入输出量可自由设定，不超过224Bytes。
PROFIBUS和MODBUS总线的设备终端为提高抗干扰性均需设置终端电阻，且电阻均需有源，即用设备的内置电源的话，总线两端的设备断电会影响整个网络的通讯。接线示意图：
接线示意
PROFIBUS和MODBUS总线的地址都为独立的，不允许重复。
三、系统组态
在西门子编程软件中加入总线桥厂家提供的GSD文件，更新目录后，在硬件组态中加入总线桥设备。自动在插槽1和2生成1Byte的状态字地址和1Byte的控制字地址。这两个字节在以后会用到，能够启停和监控总线桥的工作状态。
参数设置里波特率选择9600，校验选择8位无校验1停止位，数据更新模式选择速率较快的At Evry MD End模式，更新周期根据设备多少选择合适的时间。
报文参数
在总线设备上有154个插槽可以插入MODBUS报文，功能码可以是01-06H，可以对MODBUS设备的寄存器进行读写。具体插入那种类型的报文，需要核对电量采集器的寄存器地址。例如，读取MODBUS地址是1的电量采集器的时钟。插入Read 1 Words 4XXXX报文（03h功能码），进入报文参数，从站地址设为1，起始地址（参考电量采集器寄存器地址表）为2048，如图，
电量采集器寄存器地址表
四、数据采集
总线桥的启停需要控制字来实现，控制字如表所示，
在西门子编程软件完全重启组织块OB100中写入如下程序
西门子编程软件为报文分配的地址与普通模拟量一样，使用分配的地址区域即可显示原始数据，数据经过处理显示电量采集器的系统时间。电量采集器的其他数据采集与此同。
五、结束语
采用总线桥设备避免了编制大量的报文通讯程序，节约了信号电缆，在今后会有更加广泛的应用。
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