產(chǎn)品頻道

      MG-DPSX網(wǎng)關(guān)是一種Modbus-RTU轉(zhuǎn)Profibus-DP協(xié)議轉(zhuǎn)換器。它能夠?qū)崿F(xiàn)Modbus-RTU到Profibus-DP協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換。凡具有RS485接口支持Modbus-RTU協(xié)議的設備都可以使用本產(chǎn)品實現(xiàn)與現(xiàn)場總線Profibus-DP的互連。如：PLC、DCS、分布式IO、變頻器、電機啟動保護裝置、智能高低壓電器、電量測量裝置、智能現(xiàn)場測量設備及儀表等。

閱 讀 說 明

      1．如果您已經(jīng)熟悉Modbus-RTU協(xié)議，需要在西門子組態(tài)軟件Step7中使用本模塊，請看第一章“Step7中使用本模塊”示例。

      2．如果您還不熟悉Modbus-RTU協(xié)議，請參看第二章：Modbus-RTU協(xié)議簡介，您只需要了解您正在使用的功能碼即可。

      3．如果您剛剛接觸Profibus-DP以及Modbus-RTU，請通讀本手冊，或致電四川零點自動化系統(tǒng)有限公司咨詢熱線400-1024-485

主 要 技 術(shù) 參 數(shù)

      1．安裝方式：35mm標準導軌安裝

      2．DP通訊速率：9.6Kbps～12Mbps自適應

      3．DP數(shù)據(jù)區(qū)：輸入最大244字節(jié)，

              輸出最大244字節(jié)，

             輸入輸出之和最大456字節(jié)

      4.DP從站最大槽位：42個

      5.Modbus主站功能：支持

      6.Modbus從站功能：支持

      7．支持的Modbus站點數(shù)：31個

      8．支持的Modubs功能碼：01/02/03/04/05/06/15/16

      9．Modbus波特率：1200~115200bps

      10．8個數(shù)據(jù)位，無校驗、奇校驗或偶校驗、1個或2個停止位

      11．工作電壓：9～36 VDC，電流Max.50mA@24V

      12．工作環(huán)境溫度：-40～85℃

      13．存放溫度：-55～125℃

      14．相對濕度：5～95%（無冷凝）

      15．外形尺寸：104*25*102(長*寬*高,單位：mm)

      16．防護等級：IP20

      17．產(chǎn)品認證：CE 

硬 件 連 線

      1．接線采用拔插式螺釘端子，模塊底部是24V工作電源和RS485接線端子(A+,B-)，正面是狀態(tài)指示燈、Profibus-DP地址設置撥碼開關(guān)（16進制）及Profibus-DP接口。 

      2．若Profibus-DP地址設置的高位撥碼開關(guān)撥到1，低位的撥碼開關(guān)撥到6，則表示設置本模塊在DP網(wǎng)絡中的地址為：1*16+6=22，DP有效地址范圍為1-125。

      3．正常情況下MG-DPSX網(wǎng)關(guān)指示燈的狀態(tài)：

      PWR：電源燈常亮。

      DP：DP狀態(tài)，DP側(cè)通訊正常則滅、否則閃爍。

      TXD：RS485接口發(fā)送指示燈、發(fā)送數(shù)據(jù)時閃爍。

      RXD：RS485接口接收指示燈、接收數(shù)據(jù)時閃爍。

     RS485接口設置為Modbus RTU主站模式 典型網(wǎng)絡拓撲圖（如下）

RS485接口設置為Modbus RTU從站模式 典型網(wǎng)絡拓撲圖（如下）

第一章

西門子Step7中使用本模塊

      1．找到產(chǎn)品光盤中的GSD文件夾，并確認文件夾中有以下文件，若沒有請聯(lián)系供應商索取。若存在以下文件，將它們復制到C:\Program Files\Siemens\Step7\S7DATA\GSD 中。

      2．打開Step7軟件，新建一個工程，命名為MG-DPSX-TEST，存儲路徑中不要有中文字符。

      3．在項目名稱上單擊右鍵，插入新對象，選擇“SIMATIC 300 站點”，單擊“SIMATIC 300”，然后雙擊右邊的“硬件”，進入硬件組態(tài)界面。

      4．組態(tài)硬件前先單擊菜單欄“選項”，單擊“安裝GSD文件”，在彈出的框中點擊“瀏覽”，定位到MG-DPSX_V2.GSD所在目錄，本例中是C:\Users\Administrator\Desktop\MG-DPSX-GSD，在“安裝GSD文件”界面中，單擊“安裝”，然后點“是”。

      5．依次點擊工具欄中“選項”及下拉菜單中的“更新目錄”。

      6．在“PROFIBUS-DP”-“Additional Field Devices”-“Gateway”中可以找到網(wǎng)關(guān)設備“MG-DPSX V2.0”。

      7．開始組態(tài)硬件，先放置導軌Rail，再分別在1、2號槽位，放入電源模塊和CPU模塊，右鍵單擊“X2 DP”，添加主站系統(tǒng)。

      8．直接將網(wǎng)關(guān)設備MG-DPSX V2.0拖放到DP總線上，出現(xiàn)下圖配置頁面：

      9．雙擊DP網(wǎng)關(guān)，設置網(wǎng)關(guān)在DP總線中的地址，該地址應與MG-DPSX V2.0網(wǎng)關(guān)撥碼開關(guān)上設置的地址一致，再點擊確定，完成網(wǎng)關(guān)的添加

      10．雙擊網(wǎng)關(guān)圖標，出現(xiàn)下圖配

      再單擊“分配參數(shù)”，設置網(wǎng)關(guān)的Modbus參數(shù)（必須與用戶所連接的RS485設備匹配），設置完成后點擊“確定”按鈕，具體如下圖：

      11．設備專用參數(shù)設置

      當Modbus Mode設置為主站模式時各參數(shù)含義如下：

      Baudrate波特率：

                 串口波特率，可選范圍1200 ~115200bps，默認9600bps。

      Parity校驗位：

                 可選擇無校驗、奇校驗、偶校驗，默認無校驗。

      Data_Bit數(shù)據(jù)位：

                 固定為8位數(shù)據(jù)。

      Stop_Bit停止位：

                 1位、2位停止位可選，默認1位停止位。

      Send Delay報文發(fā)送間隔：

                  Modbus命令發(fā)送的間隔時間(收到從站響應報文到發(fā)送下一條命令的延時)，0ms-5000ms可選，默認20ms。

      Receive Delay接收字符間隔：

                  接收報文時的幀間隔檢測時間，1.5t~200t可選，默認3.5t（t為單個字符傳送的時間，和波特率有關(guān)）。

      Slave Timeout從站響應超時：

                  主站發(fā)送命令后，等待從站響應的時間。10ms~5000ms可選，默認100ms。

      Timeout Mode超時處理方式：

                  從站讀數(shù)據(jù)超時后，數(shù)據(jù)處理方式，可選擇“數(shù)據(jù)清零”或“數(shù)據(jù)保持”。默認“數(shù)據(jù)保持”模式，此參數(shù)只對Modbus 讀命令有效。

      Data Out Mode數(shù)據(jù)輸出模式：

                  可選擇“輪詢模式”或“事件觸發(fā)”模式，“輪詢模式”下Modbus周期性地發(fā)送寫報文。“事件觸發(fā)”模式時只有Modbus輸出數(shù)據(jù)發(fā)生變化時才發(fā)送寫命令。默認為“輪詢模式”，此參數(shù)只對Modbus寫命令有效。

      Slave ID：

                  此參數(shù)主站模式無效。

      Slave Respond Delay從站響應延遲：

                  此參數(shù)主站模式無效。

      當Modbus Mode設置為從站模式時各參數(shù)含義如下：

      Baudrate波特率：

                 串口波特率，可選范圍1200~115200bps，默認9600bps。

      Parity校驗位：

                 可選擇無校驗、奇校驗、偶校驗，默認無校驗。

      Data_Bit數(shù)據(jù)位：

                  固定為8位數(shù)據(jù)。

      Stop_Bit停止位：

                  1位、2位停止位可選，默認1位停止位。

      Send Delay報文發(fā)送間隔：

                  此參數(shù)從站模式無效。

      Receive Delay接收字符間隔：

                  接收報文時的幀間隔檢測時間，1.5t~200t可選，默認3.5t（t為單個字符傳送的時間，和波特率有關(guān)）。

      Slave Timeout從站響應超時：

                   此參數(shù)從站模式無效。

      Timeout Mode超時處理方式：

                    此參數(shù)從站模式無效。

      Data Out Mode數(shù)據(jù)輸出模式：

                     此參數(shù)從站模式無效。

      Slave ID：

                     從站ID號，有效范圍為1-247，默認值為1。

      Slave Respond Delay從站響應延遲：

                      從站響應延遲時間，從站收到主站請求報文，進行數(shù)據(jù)處理后，延遲該時間長度后再回復數(shù)據(jù)報文。0ms~2000ms可選，默認5ms。

      12．Modbus 主站組態(tài)：

      模塊以M:開頭的為主站模塊，只能在Modbus主站模式下使用。以S:開頭的模塊為從站模塊，只能在Modbus從站模式下使用。

      單擊網(wǎng)關(guān)圖標，在下面的列表中插入所需功能塊。在前面4個插槽插入兩個診斷模塊，一個輪詢周期監(jiān)測模塊，一個通訊命令控制模塊。根據(jù)本例所使用的IO模塊的說明書，使用04功能讀此IO模塊連續(xù)的8個電流輸入數(shù)據(jù)，故選用下圖方框中的功能塊“讀8個字Read 8 Word(3xxxx)”。

      雙擊添加的功能塊“Read 8 Words(3xxxx)”配置其參數(shù)。“Slave ID從站號”須與相應的從站設置的Modbus地址一致，“起始地址”是指需要讀取的Modbus緩存區(qū)起始地址。例如本例中使用的Modbus從站為1個輸入模塊，它的Modbus地址表如下圖所示：

      本例為讀取IO模塊8個通道的電流輸入值，因此將“起始地址”的“0”改為“1”。（備注：當從站地址編碼從1開始時，表示其地址編碼為PLC地址，此時“起始地址”為地址表中的實際PLC地址減去1，當從站地址編碼從0開始時，“起始地址”為地址表中的實際編碼地址。此例中為PLC地址，因此起始地址為2-1=1）

      根據(jù)實際情況，可在后面的插槽中插入其他數(shù)據(jù)模塊。

      13．點擊“保存和編譯”，若無錯誤，使用USB-MPI線纜連接PC與CPU 315-2 DP，點擊“下載”。在彈出的界面中依次點擊“確定”－“是”。

      14．在5號插槽“8AI”模塊上點擊右鍵，再點擊“監(jiān)視/修改”，并在彈出的板中勾選“監(jiān)視”，則可以讀取到各通道的值，下圖紅色方框內(nèi)即為本例讀取到的值。

      上圖中是使用AI模塊，相應的DI、DO、AO模塊及其他標準Modbus設備也與之類似。

      主站診斷模塊為可選擇模塊，主站診斷模塊只能在Modbus 主站模式下使用。主站診斷模塊分兩種，“插槽狀態(tài)輸入Module Status Input”和“插槽錯誤代碼輸入Module Err_Code Input”。兩種模塊最多只能各插一個，狀態(tài)模塊只能插1號槽位，錯誤代碼模塊可插1號槽位和2號槽位，錯誤代碼模塊插2號槽位時，1號槽位只能插狀態(tài)模塊。

      狀態(tài)模塊可監(jiān)測每一個數(shù)據(jù)插槽的工作狀態(tài)，當某一個數(shù)據(jù)插槽出現(xiàn)故障時，對應的狀態(tài)位被置1，故障恢復后自動清零。

      當數(shù)據(jù)插槽出現(xiàn)故障時，錯誤代碼模塊可顯示出現(xiàn)錯誤的數(shù)據(jù)插槽序號和具體的錯誤代碼，用戶可根據(jù)錯誤代碼，判斷是何種原因產(chǎn)生故障，進而采取對應的調(diào)整方法。詳細的描述請參見“錯誤代碼表”。

      錯誤代碼模塊只能顯示一個插槽的故障情況，當多個插槽同時出現(xiàn)故障時，錯誤代碼模塊將顯示錯誤插槽中序號最低的那個槽位的故障狀態(tài)。

      在1和2號插槽上單擊右鍵，選擇“監(jiān)視/修改”，在彈出的面板中勾選“監(jiān)視”，可顯示模塊狀態(tài)和錯誤代碼。

      如上圖所示，當對應數(shù)據(jù)通訊模塊出現(xiàn)故障時，模塊狀態(tài)對應位被置1。錯誤代碼為0x010B，0x01表示第一個數(shù)據(jù)插槽出現(xiàn)故障，0x0B表示故障為“從站響應超時”，其他錯誤代碼如下表。

Modbus主站 錯誤代碼表

      16．主站輪詢周期監(jiān)測模塊

      “主站輪詢周期輸入（Polling Time Input）”為可選擇模塊，該模塊只能在Modbus 主站模式下使用，該模塊最多只能插一個，可以插在1、2或3號插槽，在插入了“插槽狀態(tài)輸入（Module Status Input）”或“插槽錯誤代碼輸入（Module Err_Code Input）”模塊的情況下，“主站輪詢周期輸入”模塊必須插在這兩個模塊之后，插在“模塊控制輸出（Module Control Output）”以及各個“數(shù)據(jù)通訊模塊”之前。

      如上圖所示，在3號插槽上單擊右鍵，選擇“監(jiān)視/修改”，在彈出的面板中勾選“監(jiān)視”，可顯示數(shù)據(jù)輪詢周期，單位為毫秒（ms）。

      17．通訊命令控制模塊

      “模塊控制輸出（Module Control Output）”為可選擇模塊，該模塊只能在Modbus 主站模式下使用，該模塊最多只能插一個，可以插在1、2、3或4號插槽，在插入了“插槽狀態(tài)輸入（Module Status Input）”、“插槽錯誤代碼輸入（Module Err_Code Input）” 或“主站輪詢周期輸入（Polling Time Input）”模塊的情況下， “模塊控制輸出”模塊必須插在這3個模塊之后，插在各個“數(shù)據(jù)通訊模塊”之前。

      將“模塊控制輸出（Module Control Output）”模塊對應的位置1，即可使對應的“數(shù)據(jù)通信模塊”禁用，“模塊控制輸出（Module Control Output）”模塊的第X位對應控制第X個“數(shù)據(jù)通信模塊”。

      如上圖所示，將“模塊控制輸出（Module Control Output）”第一個位置0（默認狀態(tài)既為置0），第一個“數(shù)據(jù)通信模塊”數(shù)據(jù)正常更新。

      如上圖所示，將“模塊控制輸出（Module Control Output）”第一個位置1，第一個“數(shù)據(jù)通信模塊”數(shù)據(jù)立即停止更新。

      18．Modbus從站模式數(shù)據(jù)地址表

      19．Modbus從站組態(tài)：

      設置從站專用參數(shù)。

      在1號插槽插入Modbus從站狀態(tài)模塊，在2號插槽插入一個輸入模塊“DP Input 8 Words (4xxxx)”，填寫Modbus 4xxxx區(qū)的起始地址。

      在3號插槽插入一個輸出模塊“DP Output 8 Words (3xxxx)”，填寫Modbus  3xxxx區(qū)的起始地址。

      保存并編譯后下載組態(tài)程序到PLC。

      右鍵單擊2號插槽，點擊“監(jiān)視/修改”，再選擇監(jiān)視，即可看到DP輸入數(shù)據(jù)，紅色方框內(nèi)的數(shù)據(jù)值和Modbus Poll主站寫入的數(shù)據(jù)一致，如下圖。

      20．在DP輸出數(shù)據(jù)修改輸出值，然后點擊修改按鈕，如下圖所示。

      在Modbus Poll主站中讀取Modbus從站的數(shù)據(jù)，與DP輸出的值保持一致，如上圖紅色方框內(nèi)。

      21．Modbus 從站狀態(tài)模塊

      Modbus從站狀態(tài)模塊，只能在從站模式下使用，DP側(cè)可讀取從站狀態(tài)以判斷Modbus從站的工作狀態(tài)。從站工作正常時錯誤代碼為0，當從站出現(xiàn)錯誤時，錯誤代碼將指示錯誤原因。如下圖，0x0402表示主站用04功能碼讀輸入寄存器(3xxxx)區(qū)出時，返回“數(shù)據(jù)地址錯誤”。此時需修改Modbus 主站讀取數(shù)據(jù)的“起始地址”項。

      其他的錯誤代碼如下表：

Modbus從站 錯誤代碼表

第二章

Modbus-RTU協(xié)議簡介

      對于您來說，您只需要了解Modbus有4個區(qū)對應的8條重要的功能碼：4條讀、2條寫單個位或寄存器，2條寫多個位或者多個寄存器。

      (地址描述采用PLC地址)

      1．Modbus存儲區(qū)

Modbus涉及到的控制器（或Modbus設備）存儲區(qū)以0XXXX、1XXXX、3XXXX、4XXXX標識。

      2．Modbus功能碼

      Modbus報文相對比較固定，所以您只需要稍作了解，看幾條報文之后就知道了它的結(jié)構(gòu)，在需要的時候再具體查詢。

      （1）讀取輸出線圈狀態(tài)

       功能碼：01H

       主站詢問報文格式：

      功能：讀從站輸出線圈0XXXX狀態(tài)。 

      注意：有些設備線圈起始地址為00000，對應設備中00001地址，依次順延。

      本例：讀0x11號從站輸出線圈，寄存器起始地址為0x13=19，線圈數(shù)為0x0025H=37；因此，本詢問報文功能是：讀0x11（17）號從站輸出線圈00019—00055，共37個線圈狀態(tài)。

      從站應答格式：

      功能：從機返回輸出線圈0XXXX狀態(tài)

      （2）讀取離散量輸入狀態(tài)

      功能碼：02H

      主站詢問報文格式：

      功能：讀從站輸入線圈1XXXX狀態(tài)。 

      注意：有些設備線圈起始地址為10000，對應設備中10001地址，依次順延。

      本例：讀0x11號從站輸入線圈，起始地址為0x00C4=196，線圈數(shù)為0x0016=22. 

      因此，本詢問報文功能是：讀0x11（17）號從站輸入線圈10196—10217，共22個離散量輸入狀態(tài)。

      從站應答格式：

功能：從機返回輸入線圈1 XXXX狀態(tài)

     （3）讀取輸出/保持寄存器 

      功能碼：03H 

      主站詢問報文格式：

      功能：讀從站保持寄存器4XXXX值。 

      注意：有些設備寄存器起始地址40000對應設備中40001地址,依次順延。 

      本例：讀0x11號從站保持寄存器值，起始地址為0x006BH=107，寄存器數(shù)為0x0003；

      因此，本詢問報文功能是：讀0x11（17H）號從站3個保持寄存器40107—40109的值；

      功能：從站返回保持寄存器的值：(40107)=0x022B，(40108)=0x0106，(40109)=0x2A64

      （4）讀取輸入寄存器 

      功能碼：04H 

      主站詢問報文格式：

      功能：讀從站輸入寄存器3XXXX值。 

      注意：有些設備中寄存器起始地址30000對應設備中30001地址，依次順延。 

      本例：讀0x11號從站輸入寄存器值，起始地為0x0008H，寄存器數(shù)為0x0001； 

      因此，本詢問報文功能：讀0x11（17）號從站1個輸入寄存器30008的值；從站應答格式：

      功能：從站返回輸入寄存器30008的值；（30008）=0x0101

     （5）強置單個線圈 

      功能碼：05H

      主站詢問報文格式：

      功能：強置0x01(17)號從站線圈0XXXX值。有些設備中線圈起始地址00000對應設備中00001地址，依次順延。 

      斷通標志=FF00，置線圈ON。 

      斷通標志=0000，置線圈OFF。 

      例：起始地址為0x00AC=172。強置17號從站線圈0172為 ON狀態(tài) 。 

      應答格式：原文返回

功能：強置17號從機線圈0172 ON后原文返回

     （6）預置單保持寄存器 

      功能碼：06H  

      主站詢問報文格式：

      功能：預置單保持寄存器4XXXX值。有些設備中線圈起始地址40000對應設備中40001地址，依次順延。 

      例：預置17號從機單個保持寄存器40135值為0x039E； 

      應答格式：原文返回

      功能：預置17號從機單保持寄存器40135值為0x039E后原文返回。

     （7）強置多線圈 

      功能碼：0FH

      主站詢問報文格式：

      功能：將多個連續(xù)線圈0XXXX強置為ON/OFF狀態(tài)。 

      注意：有些設備中線圈起始地址00000對應設備中00001地址，依次順延。 

      本例：強置0x11號從站多個連續(xù)線圈，線圈起始地址為0x0013=19，線圈數(shù)為0x000A=10 

      因此，本詢問報文功能是：強置0x11（17）號從站10個線圈00019—00028的值；  CDH→00019-00026; 00H→00027-00028； 

      從站應答格式：

     （8）預置多寄存器 

      功能碼：10H

      主站詢問報文格式：

      功能：預置從站多個保持寄存器值4XXXX。 

      注意：有些設備中保持寄存器起始地址40000對應設備中40001地址，依次順延。

      本例：預置0x11號從站多個保持寄存器值，寄存器起始地址為0x0087=135，線圈數(shù)為0x0002=2。

      因此，本詢問報文功能是：預置0x11（17）號從站2個保持寄存器值；0105H→40135; 0A10H→40136. 

      應答格式：

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