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发表人：profibusdp

发表时间：2007/11/22 14:09:00

本栏论题：

PROFIBUS协议转MODBUS网桥在电力系统中的应用 [8564]

    本文来自2005年第10期《PLC&FA》杂志“现场总线与网络技术”上 ,点击查看!
    作者：武汉科技大学信息科学与工程学院甘朝晖廖雪超
    关键词：现场总线 PB-M网桥电力系统

    1 引言

    PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery)、PROFIBUS-PA(Process Automation)、PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification)。其中PROFIBUS-DP是一种高速低成本用于设备级控制系统与分散式I/O通信的一种总线。其传输介质为双绞屏蔽线，波特率从9600bps到12Mbps。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信号传输。
    Modbus目前是工业领域全球最流行的协议之一。此协议支持传统的带RS-232、RS-422、RS-485和以太网接口的设备。许多工业设备，包括PLC、DCS、智能仪表等都在使用Modbus协议作为它们之间的通讯标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
    作者在设计某电力自动控制系统时，需要将许继公司生产的继电保护装置的参数读取到Siemens公司的S7-400 PLC中，并集成到SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)监控系统中，参与实际的连锁控制。继电保护装置提供RS-485通讯接口，其通讯协议为Modbus RTU(Remote Terminal Unit)协议。为了实现Modbus RTU协议到PROFIBUS协议的转换，本设计将西门子PLC S7-400作PROFIBUS主站，利用北京鼎实公司生产的Profibus-Modbus网桥(以下简称PB-M网桥)和Modbus从站通讯，然后通过PLC中的工业以太网模块、现场总线模块连接到企业SCADA系统中，使二者得到完美的结合。

    表1 遥信信息点通讯的数据

    2 继电保护系统
    本电力系统电站装机容量为6MW。其主接线为一机一变两回线，变压器为电压变比10/6.3kV的双圈变压器。电站10kV出线两回至用户站。
    本继电保护系统的主要监测对象包括:一台发电机组、一台主变压器、两回10kV出线、400V厂用变;保护对象包括电站的发电机、变压器、10kV出线。该继电保护系统提供一智能通讯服务器，其功能是将许继设备的通讯规约转换为MODBUS规约，预留RS-485通讯接口与CP340进行通讯。通讯的数据量包括遥信信息点(功能码02，起始查询地址0):YX1～YX36，祥见表1。遥测信息点(功能码03，起始查询地址0)YC1～YC18，祥见表2。

    表2 遥测信息点通讯的数据

    3 通讯系统
    3.1 通讯系统的构成
    在本自动控制系统中，将西门子S7-400 PLC作PROFIBUS主站，ET 200M和PB-M网桥作PROFIBUS从站。另一方面，在Modbus总线中将PB-M网桥作Modbus主站，继电保护装置和直流屏设备作为Modbus的从站，双方以9600bps的通讯速率进行通讯。具体的网络结构如图1所示:

    图1 网络结构示意图
    3.2 Modbus通讯协议简介
    Modbus目前是工业领域全球最流行的协议之一。此协议支持传统的带RS-232、RS-422、RS-485和以太网接口的设备。当在网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器必须要有它们的设备地址，能识别发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成应答并使用Modbus协议发送给询问方。
    Modbus协议有ASCII、RTU二种协议，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求;Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。
    (1) Modbus通讯协议的功能码
    Modbus的Slave端是根据Master端发送过来的功能码进行相应的动作的。表3是Modbus RTU协议常用的功能码，使用它们即可实现对Slave端的数字量和模拟量进行读写操作。

    表3 Modbus RTU协议常用功能码

    (2) Modbus RTU通讯协议帧结构
    表4列出了RTU协议每个字节的位。

    Modbus RTU协议的典型数据帧格式见表5。
    表5 RTU协议数据帧格式

    表6给出了以RTU方式读取一个整数数据的例子:主机请求。

    表6 主机请求示例

    表7给出了以协议从机应答读取整数数据示例。
    表7 从机应答示例

    [img]h

以下是关于《PROFIBUS协议转MODBUS网桥在电力系统中的应用》论题的回复（共7篇）

回复人：1035858041　

回复时间：2009/4/10 21:15:00

支持(944) | 反对(976)

受益不浅谢谢

回复人：guojianqun　

回复时间：2009/9/23 14:08:00

支持(920) | 反对(1012)

    Profibus dp 国外光纤通讯替代方案

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    常用邮箱：guojq@comark.cn( 如果对产品感兴趣可以随时发我邮箱，我会及时的回复您）
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回复人：ae86a1　

回复时间：2009/11/2 23:29:00

支持(937) | 反对(953)

xiaxiahaohao

回复人：haha803　

回复时间：2011/9/8 16:29:00

支持(1142) | 反对(943)

很不错

回复人：mingquan10　

回复时间：2015/9/10 15:39:00

支持(1038) | 反对(759)

不错，很好，飞叉科技好可怜

回复人：mingquan10　

回复时间：2015/9/10 16:03:00

支持(815) | 反对(784)

    多谢分享，非常感谢

回复人：sibo　

回复时间：2018/11/13 10:31:00

支持(748) | 反对(749)

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