摘要：本文介紹了如何利用赫優(yōu)訊協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)PKV40-PB實現(xiàn)西門子DP從站ET200M與ModbusTCP客戶機的通訊。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)場總線PROFIBUS-DPModbusTCPET200M赫優(yōu)訊PKV網(wǎng)關(guān)嵌入式系統(tǒng)
Abstract:ThispaperintroduceshowtousetheProtocolconversiongatewayPKV40-PBtorealizethecommunicationbetweenSIEMENSPROFIBUSslaveET200MandModbusTCPClient.
Keywords:FieldBus,PROFIBUS-DP,ModbusTCP,ET200M,HilscherPKV40,EmbeddedSystem
一、赫優(yōu)訊PKV40/50網(wǎng)關(guān)介紹
赫優(yōu)訊（Hilscher）PKV40/50網(wǎng)關(guān)基于WinCE嵌入式操作系統(tǒng)，一個端口為現(xiàn)場總線主站，另一個端口為以太網(wǎng)端口，因此它支持現(xiàn)場總線主站和以太網(wǎng)協(xié)議的協(xié)議數(shù)據(jù)交換，通過簡單的配置軟件即可實現(xiàn)兩種不同協(xié)議之間的自動轉(zhuǎn)換。
PKV40系列產(chǎn)品可以進行的協(xié)議轉(zhuǎn)換包括：
1、PKV40-ASIM：ASI總線主站至以太網(wǎng)
2、PKV40-COM：CANopen總線主站至以太網(wǎng)
3、PKV40-DNM：DeviceNet總線主站至以太網(wǎng)
4、PKV40-IBM：InterBus總線主站至以太網(wǎng)
5、PKV40-MBP：ModbusPlus總線主站至以太網(wǎng)
6、PKV40-PB：Profibus總線主站至以太網(wǎng)
PKV50系列產(chǎn)品可以進行的協(xié)議轉(zhuǎn)換包括：
1、PKV50-COM：CANopen總線主站至以太網(wǎng)
2、PKV50-DNM：DeviceNet總線主站至以太網(wǎng)
3、PKV50-PB：Profibus總線主站至以太網(wǎng)
PKV40采用486/66MHzCPU，PKV50采用586/133MHzCPU，兩者都基于嵌入式操作系統(tǒng)WinCEV3.0；相比于PKV40來說，PKV50具有更大的內(nèi)存空間，并且特別適合于軟PLC（SoftPLC）的開發(fā)。
二、PKV的軟硬件結(jié)構(gòu)和應用特點
對于型號PKV40-PB來說，其內(nèi)部嵌入了赫優(yōu)訊的通訊模塊COM-PB，因此它是一個Profibus主站；同時嵌入式主板上提供了一個以太網(wǎng)通訊口，因此它也可以實現(xiàn)以太網(wǎng)通訊，所有通訊功能的實現(xiàn)由內(nèi)部FLASH中的EXE程序來執(zhí)行，下面是PKV的內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)圖和內(nèi)部FLASH程序：
如上圖所示，COM通訊模塊實現(xiàn)Profibus主站功能，當使用SYCON配置軟件通過COMServer將從站配置信息下載到COM模塊后，COM即自主地與外部連接的DP從站實現(xiàn)通訊；同時，PKV內(nèi)部FLASH集成的程序?qū)崿F(xiàn)了COM與外部ModbusTCP客戶機的數(shù)據(jù)交換，因此我們可以通過ModbusTCP客戶機來控制DP從站的IO；另外我們看到PKV內(nèi)部集成了一個，它是一個Java服務器，因此我們可以編寫集成JavaApplet的HTML網(wǎng)頁，然后傳送到PKV的FLASH中，然后我們就可以在遠程PC機上通過IE瀏覽器來讀寫PKV內(nèi)部的DP從站數(shù)據(jù)。
另外，如果你希望將DP從站的IO邏輯控制直接編寫成EXE文件，即相當于軟PLC一樣在PKV中運行也是可以的。因為PKV基于開放的WinCE系統(tǒng)，所有的接口都是開放的，包括COM端的驅(qū)動都可以在隨機光盤中找到；當然，你需要采用嵌入式開發(fā)平臺來編譯你的EXE，如微軟公司的eMbeddedVisualC++。
三、應用PKV40-PB網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)Profibus總線主站至ModbusTCP的通訊
在本案例中，我們采用西門子公司使用最廣泛的DP從站ET200M系列中的IM153-1（訂貨號6ES7153-1AA03-0XB0）作為PKV連接的從站，上位計算機采用ModbusTCP客戶機軟件來實現(xiàn)通訊。整個配置如下圖：
如上圖所示，PKV40-PB作為DP主站，地址為0；IM153-1作為DP從站，地址為4，同時擴展了一塊16DO的SM322模塊以方便觀察數(shù)據(jù)交換；PC機上運行ModbusTCP客戶機軟件，與作為ModbusTCP服務器的PKV通訊，PKV以太網(wǎng)端口IP為。采用赫優(yōu)訊SYCON軟件來完成PKV的通訊組態(tài)。
案例的目的是實現(xiàn)在PC機上通過FC15（寫多個Coil）功能來控制SM322模塊的輸出點。
完成本案例所需要的基本軟硬件配置：
1、赫優(yōu)訊PKV40-PB一塊；
2、西門子IM153-1接口模塊一塊；西門子SM322-1BH01模塊一塊；
3、集成以太網(wǎng)卡和RS232串口的計算機一臺；
4、Profibus電纜和兩個網(wǎng)絡插頭；
5、以太網(wǎng)通訊線和交換機；
6、RS232通訊線一根（2/3交換，5接5），用于PKV的配置；
7、ModbusTCP客戶機軟件，赫優(yōu)訊SYCON軟件（BASIC版本即可），IM153-1的ProfibusGSD文件；
實現(xiàn)案例的基本步驟：
1、完成配置圖接線，設備上電；
2、運行SYCON軟件，配置網(wǎng)絡參數(shù)，下載到PKV中；
3、當PKV與IM153建立通訊后運行ModbusTCP客戶機軟件，控制SM322模塊的輸出點；
四、SYCON軟件中的參數(shù)組態(tài)
SYCON軟件是赫優(yōu)訊公司組態(tài)所有網(wǎng)絡通訊產(chǎn)品的統(tǒng)一的平臺，SYCON的BASIC版本可以到我公司在中華工控網(wǎng)的空間下載：，注意這個版本只能組態(tài)一個主站和一個從站。
SYCON組態(tài)步驟：
1、打開SYCON軟件，新建PROFIBUS網(wǎng)絡，插入DP主站PKV40-PB，站點地址設為0；
2、選擇File菜單中的CopyGSD，選擇IM153-1的GSD文件：，添加到SYCON軟件庫中；
注：文件可以從西門子網(wǎng)站上下載到；
3、插入DP從站ET200M(IM153-1)至DP網(wǎng)絡，站點地址設為4；
4、鼠標雙擊IM153從站，在彈出的對話框中進行從站模塊配置；
5、保存參數(shù)配置，選中DP主站，選擇Online菜單的Download，將參數(shù)配置下載到PKV中；
6、設置PKV的IP地址參數(shù)；
下圖為ET200M從站的參數(shù)配置畫面：
請注意：Slot1-3為空槽模塊配置，從Slot4開始才是實際的IM153-1后面的模塊。
選擇Online菜單的StartDebugMode，然后選擇IM153-1從站，鼠標右鍵選擇DeviceDiagnostic進行從站診斷，下圖為IM153-1正常工作時的診斷畫面：
選擇Tools菜單->PKV40-PB->PKV40SerialConfiguration，在彈出的對話框中選擇相應的串口，然后點擊Connect按鈕連接到PKV，然后選擇Configuration菜單中的相關(guān)菜單設置PKV的IP地址和子網(wǎng)掩碼，如下圖所示：
五、ModbusTCP客戶機通訊
當SYCON正確的組態(tài)數(shù)據(jù)下載到PKV40-PB中后，PKV40-PB即與西門子DP從站ET200M實現(xiàn)Profibus-DP通訊，IM153-1模塊上的BF（BusFault）燈應該自動熄滅，PKV上的RUN燈常亮，ERR燈熄滅。
在計算機上運行ModbusTCP客戶機軟件，設置ModbusTCP服務器IP為，連接后用FC15寫輸出，如下圖所示：
上圖將從1開始的8個Coil全部寫1，可以看到SM322模塊的Q0.0-Q0.7全部被置位。
六、結(jié)束語
赫優(yōu)訊PKV網(wǎng)關(guān)集現(xiàn)場總線主站功能和以太網(wǎng)通訊于一身，并提供用戶簡便的應用配置軟件，對于那些單一品牌的控制系統(tǒng)方案，需要增加另一種現(xiàn)場總線從站控制但又無主站的情況下不妨可以考慮PKV的快速解決方案；另外，充分利用PKV的WinCE操作系統(tǒng)的功能和其現(xiàn)場總線側(cè)和以太網(wǎng)側(cè)完全開放的特點，我們可以開發(fā)一些特定的SoftPLC控制系統(tǒng)，喜歡做嵌入式應用程序的工程師不妨嘗試一下。本案例得到了德國赫優(yōu)訊上海辦事處的支持，在此表示衷心感謝！
參考文獻
[1]PKV協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)應用和開發(fā)文檔（德國赫優(yōu)訊自動化系統(tǒng)有限公司）
[2]ModbusTCP協(xié)議手冊
作者：
張 鵬 男?。?975--） 工程師 無錫市北辰自動化技術(shù)有限公司（赫優(yōu)訊中國華東區(qū)分銷商）
王海波 男（1982--） 工程師 無錫市北辰自動化技術(shù)有限公司（赫優(yōu)訊中國華東區(qū)分銷商）
（轉(zhuǎn)載）
