一、系统组成1、系统结构本系统构成如下图，其中省去了西门子S7-300PLC之外的其它现场级控制设备。系统上位机采用横河CS3000型DCS集散控制系统，实现对其整个水利项目进行集中监控。下位机之一采用的是西门子S7-300 PLC，用来实现对现场各种智能仪表，包括现场电机、智能开关、变频器、传感器等执行、检测设备的启停控制、信息采集等操作。在上图所示系统结构中，现场各种智能仪表(采用的是 Modbus协议或者各种非标协议，接口为RS485、RS422或者RS232)都能够通过通用串口( Modbus/RS-485/RS422/RS232)转 Profibus-DP网关PM160连接到西门子S7-300PLC。此时，网关PN160在串口侧的协议类型为 Modbus主站或者通用模式。横河DCS对西门子S7-300PLC的数据采集和监控同样需要使用通用串口( Modbus/Rs485/R5422/RS232)转 Profibus-DP网关PM-160，此时，网关PM-160在串口侧的协议类型为从站.众成PLC编程西门子PLC编程,专注PLC编程技术,PLC资料分享,S7-1500、S7-1200视频教程445篇原创内容公众号2、通信网络组成PROFIBUS现场总线通讯协议包括三个主要部分。PROFIBUS DP：主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信。PROFIBUS PA：电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。PROFIBUS EMS：定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。2.1 Modbus协议Modbus协议是一种适用于工业控制领域的主从式串口通讯协议，它采用查询通讯方式进行主从设备的信息传输，可寻址1-247个设备地址范围。协议包括广播查询和单独设备查询两种方式，二者区别就是广播查询不需要从设备回应信息，主、从设备查询通讯过程如下图Modbus协议有两种传输模式：ASC模式和RTU模式。同波特率下，RTU模式较ASCⅡ模式能传输更多的数据，所以工业网络大都采用RTU模式。RTU模式下的信息传输报文格式如下图：      它没有起始位和停止位，而是由至少3.5个字符间隔时间作为信息的起始和结束标志。信息帧所有字符位由16进制字符0-9、AF组成。2.2网络构成及硬件介绍如图1所示，在该系统设计中有两个网络使用了 Modbus转 Profibus- DP网关PM-160。网关在这两个网络中的作用不一样，其中：在上层网络中(建立西门子S7-30PLC和横河DCS连接通信)， Modbus转 Profibus-DP网关PM-160在Modbus侧做 Modbus从站，在 Profibus-DP侧做从站，建立 Profibus-DP主站(西门子S7-300PLC)和Modbus主站的通信。DCS通信部分采用横河型号为ALR121的通信模块，并配套橫河提供的 Modbus通信软件包，该通信模块最大通信数据容量为40字。通过网关配置软件对PM-160进行相关配置，将DCS的读、写指令及数据做相应转换、存储，并映射到西门子PLC的输入、输出映像区，以实现对上下位机控制信息的实时传输。在下层网络中(建立西门子S7-300PLC和现场智能仪表的连接通信)， Modbus转 Profibus- DP网关PM-160在 Modbus侧做 Modbus主站，在 Profibus-DP侧做从站，建立 Modbus从站(现场各种智能仪表、电机、智能开关、变频器、传感器等)与 Profibus-DP主站西门子S7-300PLC的通信。二、 Modbus转 Profibus-DP网关PM-160的配置1、 硬件配置PM-160的 Profibus-DP从站地址可以通过网关的硬件旋码开关或者配置按钮来设置。旋码开关有两位，左侧位设置地址高位(十位)，右侧位设置地址低位(个位)。通过拨码开关可设置网关PM-160处于正常运行状态或者配置状态。当PM-160处于配置状态时，用户可通过配套配置软件设置相关读写命令和参数。PM-160提供RS485、422、232三种串口， Modbus从站、主站设备以及用户非标串口设备可以通过这三种接口实现与网关PM-160的连接通讯。PM-160没有内置终端电阻，在进行RS485通信时，请注意在RS485总线终端各添加一个终端电阻(120欧姆)。2、 软件配置1)、使用配套软件设置PM-160的现场总线和子网相关参数和命令通过拨码开关将PM-160设置为配置状态，打开安装的配置软件，当实现PLC与DCS通信时，子网协议类型设置为 Modbus从站，并设置串口通信波特率、数据位、奇偶校验位、停止位、PM-160作为 Modbus从站的地址、通信接口。其中，串口通信波特率、数据位、奇偶校验位、停止位的设置应该和所连接的 Modbus主站设备(DCS)一致。当实现PLC与Modbus设备通信时，子网协议类型设置为Modbus主站，并设置串口通信参数、通讯传输模式、通信接口等。其中，串口通信参数的设置应该和所连接的Modbus从站设备一致。其中，上图中的“节点-1”表示连接的从站设备地址为1，配置了“读保持寄存器”和“预置多个寄存器”两条命令，表示网关读取了从站对应地址的数据，并且能够输出数据到Modbus从站设备，命令配置方法如下：Modbus寄存器起始地址：用户输入目标采集数据的 Modbus寄存器起始地址；数据个数：目标数据的寄存器个数或者线圈条数；内存映射起始地址：Modbus从站设备数据的对应内存缓冲区地址。当实现PLC与非标协议设备通信时，子网协议类型设置为通用模式，并设置串口通信参数、控制方式、通信接口等。其中，串口通信参数的设置应该和所连接的非串口设备(现场智能仪表)一致，PM160支持的通用模式即透明传输模式。2）、在STEP7中对网关PM-160进行组态设置在STEP7的硬件组态界面，导入PM-160对应的GSD文件，把PM-160的配置文件添加到STEP7的设备配置库中。用户可在硬件组态界面找到注册的设备：Catalog->PROFIBUS DP->Additional Field Devices->General->CONVERTER->PM-160。将PM-160添加到STEP7的组态页面后，可以插入相应的数据块进行映像区地址映射。PM-160提供的数据块如下：推动需要的输入输出数据块到网关对应的槽位。如下图所示：