Modbus转ProfiNet适配器在污水处理系统中的应用

摘要： 某工程的污水处理系统中，需要将西门子300系列PLC和鼓风机中的变频器之间进行数据交换。西门子300系列PLC是 ProfiNet协议的，而变频器却是Modbus RTU协议的，因此两者之间无法直接进行数据交换。使用Modbus转Profinet网关产品BX-601-PN作为中间转换，实现两种不同协议之间的通讯，正是解决这一问题的良好解决方案。凡具有485接口的 Modbus 协议设备都可以使用本产品实现与现场总线Profinet的互连。如：具有Modbus协议接口的变频器、电机启动保护装置、智能高低压电器、电量测量装置、各种变送器、智能现场测量设 备及仪表等等。

1、系统架构：现场的 S7-1200PLC 是作为 ProfiNet 的主站，变频器作为 Modbus 从站。因此该项目中 Modbus转Profinet网关设备在 ProfiNet侧作为从站，在Modbus侧作为主站使用。

2、系统功能 在此系统中，变频器将其数据(操作频率、电压、电流、温度值等)通过485串口传递到Modbus转Profinet网关中，然后 S7-1200PLC 通过 DP 端口从Modbus转Profinet网关处获得变频器的数据;同理，PLC通过 ProfiNet 端口将数据发送给Modbus转Profinet网关设备，然后网关发送写命令，将ProfiNet输出的数据写入到变频器中，从而实现ProfiNet到Modbus 协议的转换.

3、接线Modbus转Profinet上接线只需连接3处：电源连接 24V 直流电源，485口连接到变频器上，PROFIBUS DP(DB9 端口)连接到西门子PLC上。

4、配置：使用 BX-601-PN 之前，需要对 BX-601-PN 进行配置，使用我公司提供的免费的配置软件即可轻松配置该产品。BX-601-PN 中的配置完全根据变频器中的各种参数及命令和寄存器地址(物理点表)来配置。 注意：上下载配置时需要在 BX-601-PN 的配置模式下进行。 I. 变频器的各项参数说明 (每种设备的通讯说明格式描述不同，但内容基本相同。此处列举本案例中使用的变频器的使用说明 书的部分内容，仅供参考。) 变频器使用如下数据结构：通讯波特率：19200bps，数据位：8，奇偶校验位：无，停止位 1. 变频器的从站 ID 号是：1(可设置) 变频器使用 Modbus 命令为：03 号读保持寄存器和 06 号预置单个寄存器。 通信数据地址的定义： 该部分是通信数据的地址定义，用于控制变频器的运行、获取变频器状态信息及变频器相关功能参数设定等。

功能码参数地址表示规则： 变频器参数的功能码也是寄存器地址，即各参数地址为该参数去掉小数点后的十进制数。

举例如下：

a) 功能码 F0.03(电流) 地址：3(十六进制两字节表示 00H 03H)

b) b)功能码 F0.05(转速) 地址：5(十六进制两字节表示 00H 05H)

c) c)功能码 F1.07(加速时间) 地址：107(十六进制两字节表示 00H 6BH) d)功能码 F1.08(减速时间) 地址：108(十六进制两字节表示 00H 6CH)

想要采集的变频器中的数据地址为：

5、对上面 5 个地址的参数进行“读/写”操作。配置软件使用说明如下： 安装好该配置软件以后，打开配置软件，点击新建选择PN2MRM3，点击“确定”;

6、设置Modbus转Profinet网关的Profinet设备名称及IP;

7、Modbus 转Profinet网关的子网设置485参数;

8、增加节点：注意“从站地址”要设置为变频器的ID;

9、增加命令： 根据要读取的变频器的参数的地址，配置了以下读、写命令。只需配置命令中的“Modbus 寄存器起 始地址”和“数据个数”，待所有命令添加完成后，点击工具栏上的“自动映射”即可。 增加读命令：03 号读保持寄存器。

10、增加写命令：06号预置单个寄存器，数据个数只能为1个，不可更改，所以要添加多条。

11、到此，Modbus转Profinet网关的配置完成。 双击工具按钮选择通讯设置，设置好对应的下载串口或者IP后点击工具栏上的下载按钮，完成下载;

12、Profinet端的 PLC 组态软件设置，Profinet端只需在 PLC 的组态软件中导入 GSD 文件，拖动好输入/输出数据块，设置好IP地址和设备名称即可。

配置好下载成功以后，就可以开始数据传输了。在 Modbus一端，Modbus转Profinet网关循环发送读命令，将变频器的数据读取上来，传递到 PLC中去;在Profinet端，PLC 将数据值更改，通过BX-601-PN发送写命令，从而控制变频器中的各项参数。此案例中Modbus转Profinet网关起到 Modbus协议和PROFINET协议之间转换的作用。

审核编辑：汤梓红