摘要：本文介紹如何通過Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)PM-127實現(xiàn)醫(yī)藥行業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控及物流過程監(jiān)控系統(tǒng)中不同總線設(shè)備之間的通信。上海泗博自動化技術(shù)有限公司為類似的工業(yè)現(xiàn)場提供了一系列的通信解決方案。
關(guān)鍵詞：Modbus協(xié)議 PROFIBUS協(xié)議 Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS 串口轉(zhuǎn)PROFIBUS PM-127 醫(yī)藥行業(yè) 溫濕度儀表
背景：在醫(yī)藥行業(yè)，藥品生產(chǎn)過程監(jiān)控及物流過程監(jiān)控非常重要。生產(chǎn)過程監(jiān)控：制劑過程對于溫度、濕度、風速、壓力和潔凈度等有及其特殊的要求，其生產(chǎn)必須在高潔凈度的潔凈室中進行，因此需要對潔凈室進行恒溫恒濕的實時環(huán)境監(jiān)測。物流過程監(jiān)控：藥品存儲運輸過程中，需嚴格控制其存儲及運輸環(huán)境的溫濕度。
本文以監(jiān)控系統(tǒng)中PLC采集智能溫濕度儀表數(shù)據(jù)為例，介紹如何通過上海泗博自動化技術(shù)有限公司的Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)PM-127構(gòu)建Modbus從站設(shè)備（智能溫濕度儀表）與控制設(shè)備PLC（西門子 S7-300）之間的通信，實現(xiàn)藥品生產(chǎn)過程及物流的監(jiān)控。
系統(tǒng)要求：
通過西門子S7-300 PLC采集智能溫濕度儀表的測量參數(shù)并控制現(xiàn)場的各種溫濕度補償裝置。該監(jiān)控系統(tǒng)使用的智能溫濕度儀表通訊接口為RS485，采用的是Modbus RTU通訊協(xié)議。
系統(tǒng)要求采集的部分數(shù)據(jù)如下：
部分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：
PM-127功能介紹：
PM-127正常供電：24VDC（11V～30V），80mA（24V DC）；工作環(huán)境溫度：-20℃ ~ 60℃，相對濕度5% ~ 95%（無凝露）；外形尺寸：115mm（高）×18mm（寬）×100mm（深）；安裝：35mm導軌，特點如下：
- 節(jié)省空間：精美超薄的刀片式產(chǎn)品外觀，使您的柜內(nèi)空間得到更大的利用。
- 功能強大：完善的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)視功能，能使您方便地在PROFIBUS 端監(jiān)控Modbus網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，更有效、方便地對現(xiàn)場設(shè)備配置做出調(diào)整。Modbus寫命令搶占式輸出功能，能有效地提高用戶系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實時性。
- 配置簡單：用戶不必了解PROFIBUS和Modbus技術(shù)細節(jié)，無需任何編程就可以完成對網(wǎng)關(guān)的配置。
- 應(yīng)用廣泛：Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS智能網(wǎng)關(guān)與主流的PLC、DCS以及各種具有RS485接口的Modbus設(shè)備都兼容。
PROFIBUS DP端口
| PM-127 網(wǎng)關(guān)在PROFIBUS DP/V0側(cè)為從站； |
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| PROFIBUS DP地址通過按鈕設(shè)置； |
| PROFIBUS DP波特率自適應(yīng)，支持最高12Mbps； |
PROFIBUS 輸入/輸出字節(jié)數(shù)可自由設(shè)定：
①Max Input Bytes ≤244Bytes
②Max Output Bytes ≤244 Bytes
③Max Data Bytes ≤488 Bytes |
Modbus端口
| PM-127網(wǎng)關(guān)在Modbus側(cè)為主、從站可選（注冊不同的GSD文件）； |
| 支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H號Modbus功能碼；最多可配置48條Modbus命令； |
| 狀態(tài)監(jiān)視功能：作為Modbus主站，PROFIBUS端可以監(jiān)視Modbus命令狀態(tài)；作為Modbus從站，PROFIBUS端可以監(jiān)視Modbus網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)； |
| Modbus波特率最高可支持115200bps。 |
配置方式：
PM-127的配置是在PROFIBUS DP主站的組態(tài)配置軟件中完成的。根據(jù)實際應(yīng)用需求，分別選擇主站或者從站GSD文件。
在本應(yīng)用案例中，PROFIBUS DP主站為西門子S7-300PLC，則在其對應(yīng)的硬件組態(tài)界面STEP7中注冊網(wǎng)關(guān)PM-127的GSD文件。
在PROFIBUS DP總線下組態(tài)12個PROFIBUS DP從站（PM-127）。其中，每個從站對應(yīng)的地址應(yīng)該與所連接的網(wǎng)關(guān)PM-127的數(shù)碼管顯示值一致（通過按鈕更改數(shù)碼管顯示值）。
分別將需要的數(shù)據(jù)塊拖動到網(wǎng)關(guān)PM-127對應(yīng)的槽位中，建立PROFIBUS DP主站I/O映射區(qū)和每個PROFIBUS DP從站（PM-127）內(nèi)存的映射關(guān)系。組態(tài)好后編譯下載到PLC即可開始數(shù)據(jù)調(diào)試通訊。以注冊主站GSD文件為例說明，組態(tài)界面如下所示：
雙擊拖動到總線上的單個PM-127，可分別設(shè)置該PM-127的串口通訊參數(shù)，設(shè)置界面如下圖所示：
雙擊拖動到單個PM-127對應(yīng)槽位中的數(shù)據(jù)塊（一個數(shù)據(jù)塊對應(yīng)一條Modbus命令），可分別設(shè)置該命令的內(nèi)容：對應(yīng)的從站地址（Slave Address：連接的智能溫濕度儀表的站地址），Modbus寄存器起始地址（Starting Address），設(shè)置界面如下圖所示：
上圖數(shù)據(jù)塊表示：讀從站地址為“1”的溫濕度儀表數(shù)據(jù)，通訊指令為04，寄存器起始地址為0，該條數(shù)據(jù)塊為“Read 2 words（3XXXX）”。則在PLC中讀到的數(shù)據(jù)即為數(shù)據(jù)點表中的溫度測量值和濕度測量值。
系統(tǒng)優(yōu)點：
在該監(jiān)控系統(tǒng)中，12臺Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)PM-127分別將控制現(xiàn)場98臺智能溫濕度儀表運行參數(shù)數(shù)據(jù)（Modbus協(xié)議格式傳輸）轉(zhuǎn)換為PROFIBUS DP協(xié)議數(shù)據(jù)并映射到S7-300 PLC的輸入輸出映射區(qū)，在PLC程序中通過讀寫相應(yīng)的I/O映射區(qū)以實現(xiàn)S7-300 PLC對現(xiàn)場智能溫濕度儀表的實時監(jiān)控。配置簡單，使用方便，運行穩(wěn)定。
