PROFINET轉RS485 MODBUS RTU網關PNMD485-K20連接西門子PLC和工業稱重控制儀表配置案例

前言：

隨著工業現場總線技術以及工業以太網技術的飛速發展，工業自動化現場通常有多種通訊協議同時存在，對于不同協議的設備之間如何通訊，是我們必須面臨解決的問題，如工業稱重自動化項目中為了方便工程師實時監控稱重數據，會把稱重儀表接入到PLC監控系統中，在這種需求越來越多的情況下，不同協議之間可以實現協議轉換就尤為重要，此方案是以微硬創新協議轉換網關為例，介紹如何實現PROFINET和MODBUS-RTU的數據交換，實現MODBUS轉PROFINET,或者PROFINET轉MODBUS數據通訊。

項目概述：

本項目現場是在國內某自動化項目，該PLC系統使用的是西門子S7-1200 PLC，支持 PROFINET工業以太網協議;工業稱重儀表為國內某公司生產的，提供 RS485串口，支持標準MODBUS-RTU網絡通訊協議;協議轉換網關為微硬創新PROFINET轉MODBUS網關PNMD485-K20

項目拓撲圖：

項目目的：

通過MODBUS轉PROFINET網關完成協議轉換之后，實現PLC通過RS485串口和稱重儀表連接，采集稱重表的各種狀態值，并設置稱重表的工作模式，可以通知儀表去皮、清零，打印數字，遠程校正、配置參數，實時監控儀表的運行狀態：

1．讀取儀表顯示重量.

2．控制儀表去皮、清零、清皮、打印、數字去皮等等

3．遠程校正、配置參數、加載預置點目標值等等

4．監控儀表的運行狀態，包括監控預置點

5．讀取儀表擴展輸入口和控制儀表擴展輸出口

項目方案：

由于稱重控制儀表有RS485通訊接口，支持MODBUS-RTU現場總線通訊協議，作為MODBUS從站，PLC支持PROFINET以太網通訊協議，作為 PROFINET主站， PLC和稱重控制儀表的協議是不同的，儀表是MODBUS-RTU，PLC是PROFINET，所以PLC是不能直接采集稱重控制儀表的數據的，需要通過MODBUS轉PROFINET/ROFINET轉MODBUS協議轉換模塊實現不同協議間的數據交換。這樣就可以實現S7-1200 PLC實時采集稱重儀表的各種參數，不但在現場可以查看稱重儀表的各種稱重參數，也能在監控中心遠程監控稱重儀表的各種數據，方便工程師進行現場維護和數據分析。

產品清單：

1、MODBUS轉PROFINET網關：PNMD485-K20

2、稱重控制儀表：RS485 MODBUS

3、PLC：西門子S7-1200

4、軟件：博圖（博途）

產品概述：

1、MODBUS轉PROFINET網關概述:PNMD485-K20型號為北京微硬創新科技有限公司（微硬創新）開發的MODBUS轉PROFINET網關，實現MODBUS轉PROFINET功能，也可以實現PROFINET轉MODBUS功能，能夠實現實現MODBUS接口儀表、變頻器、綜保、軟啟動器等設備接入到S71500、S71200、CPU315-2PN/DP、S7400等PROFINET網絡系統，是串口PROFINET網關的一種。網關在PROFINET一側是PROFINET從站，在串口一側物理接口有RS-485或-232兩種，支持MODBUS/RTU主站或從站。

MODBUS轉PROFINET網關在MODBUS一側做主站時，可用于一對多集成MODBUS/485、或一對一集成MODBUS/232設備，形成MODBUS子網連接到PROFINET，實現PROFINET控制器監控MODBUS設備的技術要求,網關MODBUS一側做從站時可用于將其他MODBUS主站（如PLC/DCS）以及它的從站數據傳輸到PROFINET控制器。MODBUS轉PROFINET網關技術原理為存儲器共享型，不需要主站PLC/DCS的編程，只需在主站配置（如STEP7）中對網關MODBUS報文配置即可實現自動網關MODBUS主站的自動發送功能。

2、稱重顯示控制儀表概述：稱重儀表也叫稱重顯示控制儀表，是將稱重傳感器信號（或再通過重量變送器）轉換為重量數字顯示，稱重顯示控制儀表是對重量數據進行轉儲、統計、打印的電子設備，常用于工農業生產中的自動化配料、稱重以提高生產效率，稱重顯示控制儀表與各類傳感器、變送器配合，實現壓力、流量、物位、成分分析以及力和機械量等物理參數的測量、顯示、報警監控、數據采集和記錄。本案例的稱重控制儀表有0—10V模擬輸出信號，以及RS485通訊接口，支持標準MODBUS-RTU網絡通訊協議中的寄存器讀寫功能（支持功能碼03H、06H、10H）

3、西門子S7-1200PLC概述：西門子PLC S7-1200系列是專門為中小型自動化控制系統設計的可編程序邏輯控制器，用于處理機械設備制造和工廠建造中的開環和閉環控制任務

4、博圖（博途）軟件概述：TIA博途是全集成自動化軟件TIA portal的簡稱，是西門子工業自動化集團發布的一款全新的全集成自動化軟件，它是業內采用統一的工程組態和軟件項目環境的自動化軟件，幾乎適用于所有自動化任務，借助該全新的工程技術軟件平臺，用戶能夠快速、直觀地開發和調試自動化系統

案例說明：

微硬創新生產的MODBUS轉PROFINET網關PNMD485-K20在使用時，不需要進行很多編程工作，只需根據被連設備給的通訊點表進行簡單的配置即可。需要關心的以下幾點：

（1）被連設備有幾臺？每臺的設備地址是多少？

由于通訊采用的是RS485接口，所以每臺PNMD485-K20連接多個儀表，最多可以連接31臺稱重表。

（2）RS485波特率是多少？

本項目中RS485使用的波特率是9600bps。

案例配置：

導入GSDML創建新項目

（1）PROFINET轉MODBUS網關配置：在博途軟件TIA Portal中安裝GSDML文件

（2） PROFINET轉MODBUS網關配置：在“設備和網絡”中添加PNMD485-K20

（3） PROFINET轉MODBUS網關配置： 給PNMD485-K20分配PLC，構建Profinet鏈接

（4）PROFINET轉MODBUS網關配置:雙擊PNMD485-K20圖標，進入設備視圖，設置網關的IP地址、子網掩碼、設備名稱。

（5）PROFINET轉MODBUS網關配置:在線訪問----修改實際PLC和PNMD485-K20的IP地址和名稱（IP地址要和實際的PLC地址在同一網段，名稱要和PNMD485-K20一致）

（6）PROFINET轉MODBUS網關配置：設置網關參數（包含RS485設備的波特率、發送間隔、數據位，此處設置的參數要和被連設備實際參數一致）

（7）PROFINET轉MODBUS網關配置：配置發送、接收的數據量

（8）PROFINET轉MODBUS網關配置：令PNMD485-K20控制字的第0位和第1位置1，即可啟動自動發收工作。

（9）PROFINET轉MODBUS網關配置：將程序編譯下載即可實現S7-1200讀寫RS485設備的數據。

附幾張稱重儀表的參數圖：

項目總結：

經過上面簡單的配置，通過MODBUS轉PROFINET/ROFINET轉MODBUS協議轉換模塊實現不同協議間的數據交換,用戶可以很輕松的完成MODBUS和PROFINET的協議轉換，在PROFINET總線協議下讀寫MODBUS設備的數據,這樣就可以實現S7-1200 PLC實時采集稱重儀表的各種參數，不但在現場可以查看稱重儀表的各種稱重參數，也能在監控中心遠程監控稱重儀表的各種數據，方便工程師進行現場維護和數據分析。

審核編輯：湯梓紅