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摘要：隨著鄉鎮企業的飛速發展和農村城鎮建設的進一步加快，各種生活污水、工業廢水的排放越來越多。大多數污水沒有經過任何處理，就直接流入湖泊、水庫、江河、池塘等養殖水域。它們影響養殖魚類的生存、生長，影響水產品的產量、品質，還危及人們的身心健康。為此，對污水的凈化處理就顯得尤為重要。上海某化工公司采用西門子300系列PLC（PROFIBUS DP協議），通過泗博自動化技術有限公司提供的Modbus轉PROFIBUS DP網關PM-160采集現場SWP系列流量積算儀表（Modbus ASCII協議）的數據，成功解決了污水凈化處理系統中不同總線設備數據采集的問題。
關鍵詞：Modbus轉PROFIBUS RS485轉PROFIBUS DP 污水處理 PM-160 西門子PLC 流量積算儀表
系統說明：
為滿足污水處理廠的生產控制要求，實現相關的技術功能，結合以往工程技術經驗和詳盡的用戶需求分析，做出了完整的、性價比高的監控通訊系統技術方案。
從控制結構角度，系統可分為兩部分：
通訊簡易框圖：
如圖1中所示，上海泗博自動化提供的Modbus轉PROFIBUS DP網關PM-160在西門子300系列PLC端作為PROFIBUS DP從站，在連接流量積算儀表一端作為Modbus主站，采集Modbus從站流量積算儀表的數據并上傳到PLC。
中控室的通信功能簡述：
中控室是整個監控通訊系統的調度中心，由中央計算機系統、工業電視監控系統以及通訊系統組成。中控室設有四臺計算機，一臺為系統服務器，一臺為工程師站，裝有先進的組態軟件以進行開發，一臺為操作員站，可通過各種畫面監視全廠工藝參數變化，設備運行情況、故障發生情況。兩臺計算機處于熱備狀態，另有一臺為視頻監控計算機，用于監視泵站和污水處理廠區內各監視點實時圖像，并驅動模擬屏顯示。
各泵站和污水廠的現場控制站通過RS485總線(Modbus RTU協議)向泗博公司網關PM-160（Modbus轉PROFIBUS DP）傳輸實時數據，再由中控室西門子300 系列PLC直接采集PM-160的內存數據，以使現場控制站的各種數據在操作員計算機上顯示，如各個工藝設備的運行狀況和開、停、故障狀態等。
流量積算儀表的通訊說明簡述：
流量積算儀各項參數說明：
| 1、通訊串口：RS-485/RS-232/RS422等 |
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| 2、通訊波特率：300～9600bps |
| 3、字節數據格式：一個起始位、八格數據位、一個停止位、無校驗 |
| 4、通訊傳輸模式：Modbus ASCII |
Modbus ACSII/PROFIBUS DP網關PM-160的參數簡述：
網關PM-160實現了串口轉PROFIBUS DP的數據通信。可連接多個具有Modbus RTU/ASCII（RS485/RS232/RS422）接口的設備到PROFIBUS DP，即將Modbus/非標串口網絡設備轉換為PROFIBUS DP網絡設備。供電：24VDC（11V-30V）、80mA（24VDC）；工作環境溫度：-45℃～80℃，相對濕度5%～95%；外形尺寸：125mm（高）*40mm（寬）*110mm（深）；安裝：35mm導軌
網關PM-160通信接口參數：
| 在PROFIBUS DP端 |
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在Modbus端 |
| 1. 工作模式：作為PROFIBUS DP從站 |
1. 應用層協議：Modbus RTU或者
ASCII(RS232/RS485/RS422) |
| 2. 接口類型：DB(9孔) |
| 3. 波特率：自適應（Max≤12Mbps） |
2. 工作模式：Modbus主站、Modbus從
站以及通用模式（非標協議）可選 |
| 4. 隔離設計：1KV光電隔離 |
| 5. Max Input Bytes=244Bytes |
3. 接口類型：RS485/422端為PIN5（5針
端子），RS232端為PIN3（3針端子) |
| 6. Max Output Bytes=244Bytes |
| 7. Max Input + Output Bytes=488Bytes |
4. 波特率：300～115200bps |
| 8. 站點地址：按鈕式，選址0～99 |
PM-160在污水處理系統中的運用：
在污水處理的過程中，需要在中控室能夠用西門子PLC實時的采集到現場各流量積算儀表的參數值，但是由于流量積算儀表支持Modbus ASCII協議，而西門子300系列PLC支持的是PROFIBUS DP協議，要實現兩者之間的通信，就必然要用到協議轉換模塊，而泗博公司提供的網關PM-160就能夠實現此功能。網關PM-160在Modbus側跟流量積算儀表通訊，將流量計中的各種現場數據采集到網關PM-160內部緩存區；在PROFIBUS DP側，西門子300系列PLC從網關PM-160的內部緩存區把這些數據讀到PLC端，供工程師分析數據進而控制各現場設備的運轉。
- 下圖是污水處理廠各監控網段使用的儀表列表，本次通訊在“進、出水管道”部分所采用的流量儀表即為SWP系列流量積算儀表。
- 下圖是流量積算儀表內部參數所對應的Modbus寄存器地址，本次通訊需要采集數據：流量系數1、流量系數2、流量系數3、流量系數4等參數。
- 下圖是使用網關PM-160的配套配置軟件PMG-123的配置界面
在該配置界面，“子網”下可配置網關與流量積算儀連接的串口參數，包括串口通訊波特率、數據位、奇偶校驗方式、停止位、通訊傳輸模式（RTU或者ASCII可選，在本應用案例中，應該配置為ASCII模式）、通訊接口等。配置這些參數時需根據流量積算儀實際設置的參數一致。
在“子網”下可添加節點（節點地址即為連接的積算儀的站地址）并配置相應的讀寫命令。如上圖所示，子網下配置了5個節點，表示一臺網關PM-160連接了5臺流量積算儀。每個節點下配置了三條命令。配置命令參數應參照流量積算儀的參數Modbus地址對應表。上圖中選中的命令表示“將流量積算儀Modbus寄存器地址為20開始的8個寄存器數據讀取到PM-160并存儲在PM-160內存輸入緩沖區4H開始的連續16個字節位置”。
總結：
一臺Modbus轉PROFIBUS DP網關PM-160將5臺SWP流量積算儀表（Modbus ASCII協議）跟西門子300PLC（PROFIBUS DP協議）成功建立通訊，在PLC程序中通過讀寫相應的I/O映射區數據以實現整個污水處理現場各管道流量的實時監控。運用網關PM-160轉換模塊，不僅配置簡單，還可以同時實現多個Modbus設備跟上位機之間的通訊，解決了客戶的成本問題，而且數據的傳輸速度之快也能夠保證各項采集到的數據的實時性，更重要的是實現了數據的高精度采集，且可以長時間穩定運行。
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