矿产行业里西门子和变频器的设备通讯控制应用案例

项目详情：
电力技术最早用于矿产挖掘作业中的矿井提升机上，包括皮带输送机、风机、水泵等。同时变频器的应用在很大程度上提高了矿产开采的高效性，同时可以比原来的定速运行的电机更加节能，在变频器的使用中，需要通过 PLC 进行调控。下文讲述了此次生产现场的配置案例的应用方法。

项目需求：
在此案例中，某矿山工业选用施耐德的变频器、软启动器等做现场工艺调控，使用西门子1200PLC 控制变频器、软启动器等的各项性能指标。变频器、软启动器对电机的支配通过 Modbus 协议执行，西门子 1200PLC 使用的Profinet 协议，因此用 PLC 对变频器进行调控需要进行协议转换。我公司生产的Modbus 转 Profinet协议适配器 BX-601-PN产品可以解决这种协议转换的方案。

网关BX-601-PN实现了串口与 Profinet 之间的数据通信。可连接一个具有 RS232 或者 RS485接口的设备到 Profinet 网络。
BX-601-PN 适配器在 Profinet 侧是一个 Profinet 从站，在串口侧是 MODBUS 主站或通用模式；
BX-601-PN适配器作为 Modbus 主站；最多可配置 3个串口同时工作
支持 01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H 号功能；
支持Modbus 功能码 03H、04H 支持“字节交换”功能，便于用户解决两个网络间数据的大端小端格式问题；
支持字符超时、字符个数、分隔符控制方式，具有自动发送功能；
Profinet 输入/输出字节数可通过PLC组态软件 自由设定，最大 Profinet 输入/输出：
①Max Input Bytes ≤1440 Bytes
②Max Output Bytes ≤1440 Bytes
③Max Data Bytes ≤2880Bytes

选用 BX-601-PN的优势：
1、配置方便，应用简单，只需简单的几步操作就可实现通信
2、人性化的配置软件和配置界面，
3、不需要精通 Profinet 协议也可以根据说明书配置
4、产品体积小巧，节省空间
5、产品功能强大，既支持 Modbus 协议，也支持自定义通信

解决方案：
1、通讯简易构图
从拖动系统的角度来说，一个工艺流程包括控制、驱动、执行、负载这四个环节。在本案例中，
控制指的是上位机-西门子 1200PLC，驱动指的是施耐德的 Altivar 61 变频器和 ATS22 软启动器。执行指的是电机，负载是风机、水泵、空压机等。我们的产品 BX-601-PN就是处于控制和驱动之间的协议

2、配置简要说明：
此处只说明 BX-601-PN在变频器和 PLC 之间的配置过程，其他链路配置步骤与之相同。

1.Altivar 61 变频器的各项参数说明
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 16 号预置多个寄存器。
03 号命令读取寄存器起始地址为：4120，数据长度：2 个字。
16 号写命令的寄存器起始地址为：4320，数据长度：3 个字。

2.BX-601-PN使用简要说明：
安装好该配置软件 ，打开快捷方式 ，选择 PN2MRM3，点击“确定”：
现场总线：默认即可

Node（1）——下的“从站地址”要设置为变频器作为 Modbus 从站的站地址。
03 和 16 号命令要设置“Modbus 寄存器起始地址”、“数据个数”和“内存映射起始地址”。其
中“内存映射起始地址”可以点击工具栏上的“自动映射”按钮 来自动计算完成。
下载配置是通过 USB 接口或者以太网进行下载的。只需将适配器上电，点击配置软件工具栏的下载按钮 ，根据提示，一步步执行即可：

下载成功后，BX-601-PN即可按照新的配置重新通讯，无需重新启动适配器。
3.Profinet DP 端的 PLC 组态软件设置
Profinet DP 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 地址即可：

网关BX-601-PN 地址设置：
BX-601-PN的网关关于ip地址的设置有两种方法：一种是直接通过PLC组态软件分配设置；
一种是通过配置软件 的“Port0->Profinet 地址”参数来设置，下载入适配器生效。

以上是本案例的配置过程，通过使用Modbus 转 Profinet网关，用户能够快速地将 Altivar 61 变频器、ATS22 软启动器和 PLC 连接起来，配置简单，操作方便。轻松完成 Modbus 设备跟上位机之间一对一的通讯，实现了数据的高精度采集，使设备长时间保持稳定良好运行。

审核编辑 黄宇