Modbus轉PROFIBUS DP適配器應用案例

——上海泗博自動化適配器成功應用于電力監(jiān)控

摘要： 電力監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在發(fā)電廠、工礦企業(yè)、公用設施、智能大廈等領域得到越來越廣泛的應用。能夠取得如此成就，必然離不開其現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)視功能的實時性。WXD350 網(wǎng)絡電力儀表，就是針對電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、公用設施、智能大廈的電力監(jiān)控需求而設計。它能高精度地測量所有常用的電力參數(shù)，同時WXD350 具備多種擴展功能的輸出方式可供選擇，其中RS485 的數(shù)字接口可實現(xiàn)儀表組網(wǎng)通訊功能。使用泗博自動化技術有限公司提供的Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125可以輕松實現(xiàn)WXS350網(wǎng)絡電力儀表跟韓國LS公司的PLC（PROFIBUS DP協(xié)議）之間的通訊。 關鍵詞：Modbus轉PROFIBUS DP    RS485轉PROFIBUS DP    電力監(jiān)控    PROFIBUS DP    LS 一、引言 隨著電力網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，用電負荷的持續(xù)增長，各種新型負載不斷涌現(xiàn)，用戶更加關注電能質量問題，同時對節(jié)能減排也提出了更加嚴格的要求。用戶需要更加有效的電力監(jiān)控管理解決方案來應對上述變化帶來的挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)配電系統(tǒng)持續(xù)可靠、高效、低耗的運行，這必然要求中央控制室能夠監(jiān)控各電力網(wǎng)絡現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)。中央控制室一般都是采用DCS、PLC等總線監(jiān)視、控制設備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理，其中，現(xiàn)場電力儀表卻僅支持Modbus等現(xiàn)場設備協(xié)議（WXD350 網(wǎng)絡電力儀表支持Modbus RTU協(xié)議），不同總線之間的通訊問題是用戶現(xiàn)場首先要解決的問題。上海泗博自動化技術有限公司研發(fā)、生產(chǎn)的Modbus/RS485轉PROFIBUS DP適配器PM-125能夠解決不同現(xiàn)場總線協(xié)議之間的通訊問題。 二、系統(tǒng)功能 該系統(tǒng)的中控室采用了韓國LS公司的PLC實時地采集現(xiàn)場各網(wǎng)絡電力儀表的參數(shù)值（各相電壓、電流、有功功率、無功功率等參數(shù)），但是由于該網(wǎng)絡電力儀表支持Modbus RTU通訊協(xié)議，而韓國LS公司的PLC支持的是PROFIBUS DP協(xié)議，要實現(xiàn)兩者之間的通信，就必然要用到協(xié)議轉換模塊，而泗博公司提供的Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125就能夠實現(xiàn)此功能。適配器PM-125在Modbus側和網(wǎng)絡電力儀表通訊，將電力儀表中的各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集并存儲到適配器PM-125內(nèi)部輸入緩存區(qū)；在PROFIBUS DP側，韓國LS公司的PLC從適配器PM-125的內(nèi)部輸入緩存區(qū)把這些數(shù)據(jù)讀到PLC端，供現(xiàn)場工程師分析進而控制各現(xiàn)場的用電情況。部分系統(tǒng)圖如右圖： 三、PM-125功能介紹 適配器PM-125實現(xiàn)了串口到PROFIBUS DP的數(shù)據(jù)通信。可連接單個具有Modbus RTU/ASCII（RS485）接口的設備到PROFIBUS DP，即將Modbus（RS485）網(wǎng)絡設備轉換為PROFIBUS DP網(wǎng)絡設備。供電：24VDC（11V～30V）、80mA（24VDC）；工作環(huán)境溫度：-45℃～80℃，相對濕度5%-95%；外形尺寸：100mm（長）*70mm（寬）*25mm（深）；安裝：35mm導軌 通信接口：   PROFIBUS DP端 Modbus（RS485）端 1、工作模式：作為PROFIBUS DP從站 1、Modbus RTU或者Modbus ASCII 2、接口類型：DB9孔; 2、工作模式：Modbus主站和通用模式可選 3、波特率：自適應（Max≤12Mbps） 3. 接口類型：PIN5（5針端子） 4、隔離設計：1KV光電隔離 4、波特率：300～115200bps 5、Max Input Bytes：168Bytes;   6、Max Output Bytes：168Bytes   7、Max Input + Output Bytes=336Bytes   8、站點地址：按鈕式，選址0～99     四、PM-125在電力監(jiān)控系統(tǒng)中的運用 泗博公司的Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125在與韓國LS公司的PLC連接的一端作為PROFIBUS DP從站，在與WXD350網(wǎng)絡電力儀表連接的一端作為Modbus/485主站，采集Modbus RTU從站電力儀表的數(shù)據(jù)并上傳到PLC。 下圖是電力監(jiān)控系統(tǒng)需要采集的各種電量信息地址參照表，其中本次通訊采集的數(shù)據(jù)有相電壓、線電壓、相電流、相有功、相無功等。 圖2 電量信息點表 下圖是適配器PM-125的配套配置軟件PMA-123的串口配置界面：其中需要配置協(xié)議類型、通訊波特率、校驗方式、停止位、通訊傳輸模式以及輸出命令輪詢模式等參數(shù)，這些參數(shù)需要跟WXD350網(wǎng)絡電力儀表實際的串口參數(shù)設置一致。 圖3串口配置界面 下圖是配置Modbus讀命令（該次通訊用04號功能碼）的界面：其中“Node（1）”表示網(wǎng)絡電力儀表的設備地址為1；Modbus寄存器起始地址37對應于A相電壓的Modbus地址、數(shù)據(jù)個數(shù)對應于寄存器個數(shù)（下圖34表示從地址37開始連續(xù)讀取34個Modbus寄存器）；內(nèi)存映射起始地址指的是適配器PM-125從網(wǎng)絡電力儀表中讀上來的數(shù)據(jù)存放在適配器PM-125內(nèi)部緩沖區(qū)的起始地址。 圖4 Modbus命令配置界面 下面是泗博公司適配器PM-125與LS公司的PLC的部分通信圖 圖5 網(wǎng)關與PLC連接示意圖 LS公司的PLC的組態(tài)界面如下： 圖6 硬件組態(tài)界面 圖7 地址分配界面 圖8 程序編譯界面 五、總結 Modbus轉PROFIBUS DP適配器PM-125能夠成功建立WXD350網(wǎng)絡電力儀表（Modbus RTU協(xié)議）跟LS的PLC（PROFIBUS DP協(xié)議）通訊，在PLC程序中通過讀寫相應的I/O映射區(qū)數(shù)據(jù)以實現(xiàn)整個廠區(qū)內(nèi)各區(qū)電力的實時監(jiān)控。運用適配器PM-125實現(xiàn)不同總線間的數(shù)據(jù)通訊，不僅配置簡單，而且通訊速度快，保證了數(shù)據(jù)的實時性，更重要的是實現(xiàn)了數(shù)據(jù)高精度的采集，且可以長時間穩(wěn)定運行。