微硬MODBUS转PROFIBUS网关在莱钢棒材厂的应用

在冶金行业，轧钢的自动化程度非常高，它包含了自动燃烧控制模型、轧制节奏控制模型、粗轧设定模型、粗轧自动宽度控制模型、精轧设定模型、板型设定和控制模型、精轧出口温度控制模型、卷曲温度控制模型、卷曲设定模型等等。

这么多的控制过程，需要大量的电机参与。而电机的运行状态和故障信息直接影响到钢材产品的品质。为了检测电机的运行状态，莱钢棒材厂的工程师们为电机设计了电机温度检测和报警的方案，以便随时知道各个电机的状态。
工程师将PT100热电阻埋入电机内部，通过热电阻模块进入西门子S7400PLC。但是，实施后，这种方案并不理想，因为传感器以及传输电缆都处在强电电路和强电设备所形成的恶劣的电磁环境中，让模拟量信号变得不准确，甚至是错误的。为了解决这种情况，工程师们改变了信号传输的方案，用二次仪表采集数据，再通过PROFIBUS现场总线传输数据，这样的方案也许会大大改善传输数据的质量。
方案确定后，开始实施。每台电机预埋了8个热电阻PT100，工程师选用了上润公司的8路热电阻巡检仪，仪表带有MODBUS通讯接口，网关采用北京微硬创新科技有限公司生产的MODBUS转PROFIBUS模块。每台电机配置一台上润仪表和一台微硬MODBUS转PROFIBUS网关与西门子S7400PLC连接。为了让PROFIBUS总线发挥最好的作用，仪表和网关安装在电机附近，这样长距离的传输应用PROFIBUS更为可靠。
20台电机做了同样的改进后，效果和预想的完全一样，数据很顺利的传输到PLC，并且十分稳定。现在，工程师们可以在中控室随时知道现场电机的运行状态和报警信息，精确地判断具体那一台电机出现了故障，可以第一时间进行维修，保证生产线的正常生产。具体技术细节可以登录微硬官方网站www.profibus-dp.com，向工程师进行咨询。

MODBUS转PROFIBUS网关PBMD-K20 快速使用指南
微硬创新MODBUS转PROFIBUS网关 PBMD-K20 硬件连线如下：
(1)  如图 1-0，顶部为电源接口（直流 24V）、Modbus 主从设置拨码（MS 为 Modbus 做从站， MM 为做 Modbus 主站）、Profibus 地址设置拨码（采用的是 8421 码，如 AD1-AD3 拨到 ON 的 位置地址为 7）。
(2)  底部为 Modbus 通讯接口，B（+），A(-)，本产品内置终端电阻，需要接入终端的时候将
TB 和 B 短接，TA 和 A 短接即可。

(3)  正面为 Profibus 通讯接口和指示灯。

图 1-0：MODBUS转PROFIBUS网关PBMD-K20 接线示意图



2、MODBUS转PROFIBUS网关在Step7 的配置说明

(1)  Modbus-RTU 侧接    口的配置
在 Step7 硬件配置界面，添加了微硬模块 PBMDP-K20 之后，双击图标，在出现如图 1-1

的窗口，选择 Parameter Assignment。

图 1-1：Modbus-RTU 接口的设置
波特率和校验：必须设置的和您要连接的 Modbus 设备的一致，否则微硬模块和你要 连接的设备无法通讯，下面设备的通讯接口的设置请参看他们手册的说明或者致电设备厂 家询问。
从站状态监测和数据更新模式：可以选择默认。

等待时间：推荐默认的 500mS，他的意思是微硬模块发出一条 Modbus 报文之后等待下 面设备回答的时间，如果超出 500mS，不再等待直接发送下一条，如果在 500mS 内回来了， 紧接着等待一个空闲时间后发送下一条报文。
总线空闲时间：推荐默认的 50mS，他的意思是指，接到下面设备回答的报文之后等待

50mS 再发送下一条报文。有些设备响应速度比较慢，如果 50mS 太快的话，建议将此时间调 长。


(2)  Modbus 报文的配置
下面举例说明，如阅读有困难请参看第三章 Modbus-RTU 简介。假如您要读取 Modbus 站号为 1 的设备的 3 区的寄存器地址从 0 开始的连续三个寄存器的值（3 区用户手册上可能 是 300XX 或者说支持 04 功能码（Modbus 报文第二个字节））。您可以在右边产品列表里面 PBMD-K20 下面选择“read 3 Words(3XXXX)”模块插入到 Slot3 里面，如图 1-2。
双击你插入的模块，选择 Parameter Assignment,从站站号即为你要访问的 Mobus 设备
的站地址，此例为 1；起始地址就是你要访问寄存器的起始地址，此例为 0。那么三个寄存 器回来的数据就存放在这里分配的 IB256-IB261 着 6 个字节里面。
其他您要读写的数据都可根据此例来配置。

图 1-2：Modbus-RTU 报文的配置


(3)  启动微硬MODBUS转PROFIBUS网关模块开始工作。
以上工作完了，最后一点就是要启动微硬模块开始工作。将控制字最低为置 1。本例控 制字为 QB0（在 Slot2 里面，具体地址是多少还要看您的配置），所以您需要在 OB1 模块里 面加上如图 1-3 的程序。


图 1-3：启动设备



在这里，有需要更进一步了解我们产品使用的用户，可以看看下面通讯状态字和通讯

控制字的说明。


MODBUS转PROFIBUS网关通信状态字 Status


D7：奇偶校验 D6：CRC 校验 D5：等待超时 D4~D1：异常应答 D0：接收/发送
0：没有错误
1：奇偶校验错 0：没有错误
1：CRC 校验错 0：没有错误
1：等待超时 0：没有错误
1：Modbus 访问异常 0：准备接收
1：准备发送



注意：正常情况下我们会看到状态字是 0 和 1 交替变化，其他位如果出现 1，证明 Modbus
通讯有问题，下面讲解一下出现错误后解决方法：

D4~D1：异常应答如果不为 0，说明你发出去的 Modbus 报文对于被访问设备来说是无效的， 有可能是地址超限，或者写给设备的值是非法的。解决此问题的方法就是一定要弄 清楚你要访问的数据是什么，寄存器地址是多少？被设置的值有没有范围限制等等
D5：等待超时，可以将此手册图 1-1 中总线空闲时间调大！

D6：CRC 校验错，可能用户编写的 CRC 高低自己反了，或者在没有完整收到一帧报文也会出

现 CRC 错，这时候我们可以通过串口调试助手或者 Modsim32 之类监控一下报文。

D7：奇偶校验错，接口没有设置的一致！图 1-1 中的波特率和奇偶校验没有和设备的相一 致。
需要提醒的是，往往一个错误有可能使得几个地方报错，这就需要现场调试人员判断 错误出现在那里，最简单的自助办法就是学会使用串口调试助手和 Modsim32 以及 Modscan 等软件，一般情况下只要和这三个软件能通讯的上的话，肯定能和我们产品进行通讯。



通信控制字 Control


D7 D6 D5 D4-D3 D2 D1 D0
强制复位 停止等待 清除错误 保留 写允许 读允许 启动工作
注意：这里不推荐用户使用其他功能，仅仅需要你将 D0 置 1，启动 PBMD-K20 发送 Modbus
报文即可，如果遇到比较特殊的用法，请致电我公司技术人员进行咨询！