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Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS適配器應(yīng)用案例
——泗博自動化適配器成功應(yīng)用于半導(dǎo)體精密電子制造廠的智能溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)
摘要：本文介紹如何通過PM-125實現(xiàn)半導(dǎo)體精密電子制造廠的智能溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)中的不同總線的通訊，從而解決跨總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互聯(lián)。
關(guān)鍵詞：Modbus協(xié)議 PROFIBUS協(xié)議 Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS 串口轉(zhuǎn)PROFIBUS PM-125
背景：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的迅速發(fā)展，不斷促進(jìn)著自動化控制技術(shù)及設(shè)備通信技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。當(dāng)前，PLC、DCS、智能儀表等已廣泛應(yīng)用到現(xiàn)場生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，本應(yīng)用案例是在半導(dǎo)體行業(yè)的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)中，西門子 S7-300 PLC與智能溫濕度儀表的通訊。上海泗博自動化技術(shù)有限公司為工業(yè)現(xiàn)場提供了一系列的通信解決方案。
半導(dǎo)體和精密電子制造廠對內(nèi)部的溫度、濕度和潔凈度等有著極其特殊的要求，其生產(chǎn)必須在高潔凈度的潔凈室中進(jìn)行的。沒有潔凈的生產(chǎn)條件，會妨礙產(chǎn)品的功能，或者會降低產(chǎn)品的使用壽命，甚至毀壞半導(dǎo)體。因此，對潔凈室進(jìn)行測試，確保其各項參數(shù)達(dá)到并繼續(xù)保持在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)是半導(dǎo)體和精密電子等制造業(yè)不可或缺的生命線。
本文以智能溫濕度儀表為例，介紹通過上海泗博自動化技術(shù)有限公司的Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS適配器PM-125如何構(gòu)建Modbus從站設(shè)備（各種現(xiàn)場儀表等）與控制設(shè)備PLC（西門子 S7-300）之間的通信。
系統(tǒng)要求：
通過西門子S7-300 PLC采集各個潔凈室內(nèi)溫濕度等參數(shù)、監(jiān)控各個智能溫濕度儀表的運行情況。該系統(tǒng)使用的智能溫濕度儀表通訊接口為RS485，采用的是Modbus RTU通訊協(xié)議。
部分系統(tǒng)圖：
各泵站和污水廠的現(xiàn)場控制站通過RS485總線(Modbus RTU協(xié)議)向泗博公司網(wǎng)關(guān)PM-160（Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS DP）傳輸實時數(shù)據(jù)，再由中控室西門子300 系列PLC直接采集PM-160的內(nèi)存數(shù)據(jù)，以使現(xiàn)場控制站的各種數(shù)據(jù)在操作員計算機上顯示，如各個工藝設(shè)備的運行狀況和開、停、故障狀態(tài)等。
配置方式：
在適配器PM-125的配置軟件PMA-123中對需要讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行命令配置，如下圖2所示：第一條命令（03 讀保持寄存器）是讀取40001到40004這4個寄存器中的值，第二條命令（03 讀保持寄存器）是讀取地址為40007和40008寄存器中的值（通風(fēng)口溫度、排放溫度）。在“子網(wǎng)”中配置與溫濕度監(jiān)控儀通訊的串口參數(shù)：通訊波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶檢驗方式以及輸出命令輪循模式等。上海泗博自動化的Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS DP網(wǎng)關(guān)對Modbus寫命令（控制類命令）支持“搶占式輸出”功能，能有效提高整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的實時性。
組態(tài)方式：
在S7-300PLC的硬件組態(tài)界面中，注冊適配器PM-125的GSD文件后，在PROFIBUS DP總線下組態(tài)6個PROFIBUS DP從站（PM-125），其中，每個從站對應(yīng)的地址應(yīng)該與適配器PM-125的數(shù)碼管顯示值（可通過PM-125的按鈕更改）一致。分別將需要的數(shù)據(jù)塊（大于等于每臺溫濕度監(jiān)控儀表需要通訊的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)）拖動到適配器PM-125對應(yīng)的槽位中，建立PROFIBUS DP主站I/O映射區(qū)和每個PROFIBUS DP從站（PM-125）內(nèi)存的映射關(guān)系。組態(tài)好后編譯下載到PLC即可開始數(shù)據(jù)調(diào)試通訊。組態(tài)界面如下所示：
系統(tǒng)優(yōu)點：
6臺Modbus轉(zhuǎn)PROFIBUS DP適配器PM-125將6臺溫濕度儀表運行參數(shù)數(shù)據(jù)（Modbus協(xié)議格式傳輸）轉(zhuǎn)換為PROFIBUS DP協(xié)議數(shù)據(jù)并映射到S7-300 PLC的輸入輸出映射區(qū)，在PLC程序中通過讀寫相應(yīng)的I/O映射區(qū)以實現(xiàn)S7-300 PLC對現(xiàn)場智能溫濕度儀表的實時監(jiān)控。運行穩(wěn)定，實時性高，配置簡單，使用方便。
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