1、引言

智能控制儀表是工業(yè)控制中最常用的控制器之一，其主要是針對某一特定的參數(shù)（如壓力、溫度、流量等），采用先進(jìn)的控制算法（如PID、自適應(yīng)PID、模糊邏輯等）來達(dá)到精確控制被控參數(shù)的目的，具有專業(yè)性強(qiáng)、智能化高、控制算法先進(jìn)、使用方便等特點(diǎn)?？?a target="_blank">編程邏輯控制器（簡稱PLC）以其運(yùn)行可靠、集成度高、可擴(kuò)展性強(qiáng)而在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)今現(xiàn)場總線技術(shù)極大發(fā)展的今天，世界上各大PLC廠商所推出的現(xiàn)場總線也各不相同，目前國際上流行的現(xiàn)場總線協(xié)議就有10幾種之多；但由于這些儀表一般只支持串口通訊協(xié)議，如何通過現(xiàn)場總線把智能控制儀表的數(shù)據(jù)傳入PLC中，就比較難以實(shí)現(xiàn)。為此德國赫優(yōu)訊公司推出了netTAP系列通用網(wǎng)關(guān)，它支持各種現(xiàn)場總線從站到串口協(xié)議的轉(zhuǎn)換。下面我們以PROFIBUS-DP從站到ASCII協(xié)議的轉(zhuǎn)換來說明。

2、 通信系統(tǒng)的構(gòu)成以及實(shí)現(xiàn)方法

2.1 系統(tǒng)配置

SIEMENS公司的315-2 DP CPU作為一個(gè)DP Master，總線地址設(shè)為2；Hilscher公司的netTAP網(wǎng)關(guān)作為PROFIBUS-DP從站，總線地址設(shè)為3；控制儀表我們采用目前使用比較廣泛的Eurotherm公司的2416儀表（4塊）。系統(tǒng)配置簡圖如下：

圖1：系統(tǒng)配置圖

2.2 netTAP網(wǎng)關(guān)的參數(shù)設(shè)置

netTAP系列網(wǎng)關(guān)中的有一種支持PROFIBUS-DP從站到Modbus RTU或ASCII或3964R協(xié)議轉(zhuǎn)換的NT30-DPS網(wǎng)關(guān)，只要加載不同的固件就可以實(shí)現(xiàn)PROFIBUS-DP和相應(yīng)協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。在這里我們選用PROFIBUS-DP從站到ASCII協(xié)議。選擇完后將固件下載到網(wǎng)關(guān)中去。

下面要對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的配置：

2.2.1 ASCII（其它參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置）

表1：ASCII相關(guān)參數(shù)的設(shè)置

2.2.2 MODULES（注意要和DP主站的設(shè)置保持一致）

表2：MODULES相關(guān)參數(shù)的設(shè)置

參數(shù)組態(tài)完成后，將組態(tài)信息也下載到網(wǎng)關(guān)中去。

2.3 2416儀表的通訊參數(shù)設(shè)置

參照歐陸2000系列儀表通訊說明書，來對通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

2416儀表支持2種通訊協(xié)議：MODBUS PROTOCOL和EI-BISYNCH PROTOCOL，我們選擇MODBUS PROTOCOL協(xié)議進(jìn)行通訊。根據(jù)網(wǎng)關(guān)中已經(jīng)配置好的組態(tài)信息，將4塊儀表通訊參數(shù)設(shè)置為：地址依次為1-4；波特率設(shè)為9600；8位數(shù)據(jù)位；1位停止位；偶校驗(yàn)；其它參數(shù)用默認(rèn)值。（相關(guān)操作請參見儀表操作說明書）

2.4 DP主站中進(jìn)行組態(tài)和編程

打開STEP7編程軟件將NT3-DPS的GSD文件安裝到STEP中，然后通過GSD文件對NT30-DPS進(jìn)行組態(tài)，見圖2。

圖2：主站中網(wǎng)關(guān)的組態(tài)

組態(tài)完成后，進(jìn)行編譯保存。

下面將進(jìn)行代碼的編寫，由于要采用CRC檢驗(yàn)，所以我們需要編寫一個(gè)CRC檢驗(yàn)的程序；具體代碼編寫請參照2000系列儀表通訊說明書，在程序中我們編寫了一個(gè)功能FC和一個(gè)用來存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊DB3，在DB3內(nèi)建一個(gè)數(shù)組元素類型為BYTE長度為32的數(shù)組。

讀儀表數(shù)據(jù)時(shí)， 我們采取讀N WORDS的方法，命令格式見圖3：

圖3：讀取N個(gè)字的命令格式

返回的應(yīng)答信息格式見圖4

圖4：讀取N個(gè)字命令的應(yīng)答信息格式

我們需要讀取的數(shù)據(jù)為儀表的PV值、OP值和SP值。根據(jù)通訊說明書它們的MODBUS參數(shù)地址分別為1、3和2。因此要讀取這三個(gè)值的命令應(yīng)該為（MODBUS地址為1的儀表為例）：010300010003CRC，在返回的數(shù)據(jù)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(qū)的第一個(gè)字節(jié)本例中為（PQB256和PIB256）是用于控制和監(jiān)控通訊狀態(tài)的握手字節(jié)

下面為STEP程序的部分代碼：

將MB20值設(shè)為1；讀取MODBUS地址為1的儀表的數(shù)據(jù)。根據(jù)上面的應(yīng)答格式，我們知道在返回的數(shù)據(jù)中PIW261為儀表的PV值；PIW263為儀表的SP值；PIW265為儀表的OP值。在變量表里進(jìn)行監(jiān)控并和儀表進(jìn)行比較，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)值是正確的。

要對多塊儀表進(jìn)行通訊，只要通過程序來改變MB20的值，因此我們可以每隔100MS將相應(yīng)儀表的站地址送到MB20中去，等數(shù)據(jù)返回后，再將下一塊儀表的站地址送到MB20中直到最后一塊，然后重新從第一塊儀表開始。由于返回的數(shù)據(jù)中包含了站地址信息，因此我們只要根據(jù)站地址將得到的數(shù)據(jù)送到相應(yīng)的存儲區(qū)域中即可。當(dāng)然我們也可以對儀表進(jìn)行寫操作，需要注意的是讀寫轉(zhuǎn)換的控制問題。

3 、結(jié)束語

我們在未來相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)將面對多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議并存的現(xiàn)實(shí)，因此用于協(xié)議轉(zhuǎn)換功能的網(wǎng)絡(luò)部件將在未來自動化系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。 擁有多種網(wǎng)絡(luò)接口的自動化設(shè)備也必然具有更強(qiáng)的市場競爭力。NetTAP作為一種通用的協(xié)議網(wǎng)關(guān)，它支持多種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，已經(jīng)在很多場合中得到了實(shí)際應(yīng)用，在未來也必將擁有廣闊的市場前景。

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