Profibus-DP主站转modbus RTU网关profibus主站和从站的数据交互方式

 

捷米特JM-DPM-RTU网关在Profibus总线侧实现主站功能，在Modbus串口侧实现从站功能。可将ProfibusDP协议的设备（如：E+H流量计、倍福编码器等）接入到Modbus网络中；通过增加DP/PA耦合器，也可将Profibus PA从站接入Modbus网络。在Modbus串口侧提供RS485和RS232两种电平接口。

为了实现一个完整的自动化控制系统，将采用 Profibus - DP 主站的控制系统与众多使用 Modbus RTU 协议的设备集成在一起是很常见的需求。例如，在一个化工生产车间，Profibus - DP 主站控制核心生产流程，而周边的环境监测设备和一些辅助控制设备采用 Modbus RTU 协议，需要通过捷米特JM-DPM-RTU网关来实现两者的连接，以实现数据共享和协同工作。

 

 

1, 以下是捷米特JM-DPM-RTU配置软件的使用。

2, 使用配件中的USB线连接捷米特JM-DPM-RTU网关和PC机，PC机中会生成网关的USB虚拟串口

打开串口后，必须先点击“上传网关信息”按钮，测试配置软件是否可以和网关正常通信。如果通信正常，会显示网关信息；如果通信失败，则不会显示网关信息，并且不能进行下载配置、上传配置等网关操作。

 

  

 

3, 在Profibus参数框单击“导入配置文件”按钮，在弹出的对话框中选择Profibus主站组态工具生成的配置文件，配置文件的扩展名为.bss。选择配置文件后单击“打开”按钮，对话框关闭

  

 

 

4, 配置文件导入成功后界面如下。通过Profibus从站参数中的站地址下拉框可以查看当前组态的所有Profibus从站。

 

  

5, 在Modbus参数框中设置站地址（JM-DPM-RTU作为Modbus从站的站地址）、串口波特率、串口格式、Modbus通信模式四个参数。

 

当前网关作为Modbus 从站的站地址设置为10，后面的章节中Modbus站地址都按此设置。

 

  

 

6, 确认上述参数设置无误后，点击“下载配置”按钮将组态参数下载到网关。

  

 

7, 参数下载成功后网关的PB灯快闪1秒，之后网关自动复位。至此网关参数配置完成。设置软件其它功能将当前的配置参数保存到工程文件，避免每次打开软件时重新配置参数。

  

 

 

8, 打开保存的工程文件，恢复参数到软件界面。

  

 

 

9, 上传网关参数，用于查看网关当前配置的参数信息。

 

  

10, 注意：在调试窗口一定要正确设置Profibus从站的地址。

 

 

  

 

Profibus从站通信调试

11, 下表是组态了3、5、8、10、12五个Profibus从站，其诊断数据占用的Modbus寄存器地址。

诊断数据寄存器地址		Profibus 站地址	数据格式	读写 属性	说明
PLC格式	Modbus 协议格式
4x5001	5000	3	16位整数	只读	用Modbus功能码03H读
3x5001					用Modbus功能码04H读
4x5002	5001	5	16位整数	只读	用Modbus功能码03H读
3x5002					用Modbus功能码04H读
4x5003	5002	8	16位整数	只读	用Modbus功能码03H读
3x5003					用Modbus功能码04H读
4x5004	5003	10	16位整数	只读	用Modbus功能码03H读
3x5004					用Modbus功能码04H读
4x5005	5004	12	16位整数	只读	用Modbus功能码03H读
3x5005					用Modbus功能码04H读

表7-3 Profibus从站数据Modbus地址映射

12, 下面图中，左图为JM-DPM-RTU设置软件显示的上述五个Profibus从站诊断状态，右图为Modbus主站读出的诊断数据。从图中可看出，Modbus主站读出的Profibus从站的诊断状态与配置软件的诊断状态完全一致 。

 

 

13, Profibus网络状态设置软件可以查看Profibus网络中包括主站、已组态从站、未组态从站的状态，见下图。

  

14, 也可以通过Modbus报文读取网络状态。在捷米特JM-DPM-RTU的网络状态数据区，每个Profibus站的网络状态占用一个字节，每两个Profibus站的网络状态合并占用一个Modbus寄存器。并且按其站地址从低到高的顺序依次排列。Profibus站网络状态编码见下表。

网络状态编码	含义
0x00	Profibus站离线
0x01	Profibus站在线但未进入数据交换，通常是由于此站未在组态列表
0x02	Profibus站在线并处于数据交换状态
0xFF	Profibus站为主站

15, 网络状态Modbus寄存器地址见下表。

Modbus寄存器地址		Profibus 站地址	数据格式	读写 属性	说明
PLC格式	Modbus 协议格式
4x5201	5200	高字节=0站状态 低字节=1站状态	Uint16	只读	用Modbus功能码03H读
3x5201					用Modbus功能码04H读
4x5202	5201	高字节=2站状态 低字节=3站状态	Uint16	只读	用Modbus功能码03H读
3x5202					用Modbus功能码04H读
4x5203	5202	高字节=5站状态 低字节=6站状态	Uint16	只读	用Modbus功能码03H读
3x5003					用Modbus功能码04H读
……	……	……	……	……	……
4x5263	5262	高字节=124站状态 低字节=125站状态	Uint16	只读	用Modbus功能码03H读
35263					用Modbus功能码04H读
45264	5263	高字节=126站状态 低字节=无效	Uint16	只读	用Modbus功能码03H读
35264					用Modbus功能码04H读

 

 

16, Modbus报文举例假设当前组态了32个Profibus从站，从站1和2输入和输出各4个字节数据。

 

 

17, 当Modbus主站需要读取Profibus从站的输入数据时，使用03H或04H功能码向捷米特JM-DPM-RTU发送读数据报文，捷米特JM-DPM-RTU将Profibus从站输入数据返回给Modbus主站。

18, 当Modbus主站需要改写Profibus从站的输出数据时，使用06H或10H功能码向捷米特JM-DPM-RTU发送写数据报文，之后捷米特JM-DPM-RTU会将数据发送给Profibus从站。还可以用03H或04H功能码回读写入到Profibus从站的输出数据。

19, 从上面的截图中显示的Profibus从站数据在Modbus端映射的寄存器地址如下：

`20 , 后面的报文举例中，网关作为Modbus从站的站地址为10（0x0A），此参数需在设置软件的Modbus参数框中设置，设置的方法在前面的章节中有说明。

9.1、读Profibus从站1输入数据

19, Modbus主站使用04H 功能码读取Profibus从站1输入数据的查询报文如下：

报文（HEX）	0A	04	00 00	00 02	70 B0
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	CRC校验

捷米特JM-DPM-RTU网关应答的报文如下：

报文（HEX）	0A	04	04	40 01	00 00	05 44
说明	站地址	功能码	数据 字节数	第1个 寄存器数据	第2个 寄存器数据	CRC校验

9.2、读Profibus从站2输入数据

Modbus主站使用04H 功能码读取Profibus从站2输入数据的查询报文如下：

报文（HEX）	0A	04	00 02	00 02	D1 70
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	CRC校验

捷米特JM-DPM-RTU网关应答的报文如下：

报文（HEX）	0A	04	04	40 02	00 00	F5 44
说明	站地址	功能码	数据 字节数	第1个 寄存器数据	第2个 寄存器数据	CRC校验

9.3、同时读Profibus从站1和2的输入数据

 Modbus主站使用04H 功能码读取Profibus从站1和2输入数据的查询报文如下：

报文（HEX）	0A	04	00 00	00 04	F0 B2
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	CRC校验

JM-DPM-RTU网关应答的报文如下：

报文（HEX）	0A	04	08	40 02	00 00	40 02	00 00	92 D9
说明	站地址	功能码	数据字节数	从站1 第1个 寄存器数据	从站1 第2个 寄存器数据	从站2 第1个 寄存器数据	从站2 第2个 寄存器数据	CRC校验

9.4、写Profibus从站1输出数据

Modbus主站使用10H 功能码改写Profibus从站1输出数据的请求报文如下：

报文（HEX）	0A	10	00 00	00 02	04	11 22	33 44	67 7E
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	数据 字节数	第1个 寄存器数据	第2个 寄存器数据	CRC 校验

JM-DPM-RTU网关应答的报文如下：

报文（HEX）	0A	10	00 00	00 02	40 B3
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	CRC 校验

9.5、写Profibus从站2输出数据

Modbus主站使用10H 功能码改写Profibus从站2输出数据的请求报文如下：

报文（HEX）	0A	10	00 02	00 02	04	AA BB	CC DD	93 F6
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	数据 字节数	第1个 寄存器数据	第2个 寄存器数据	CRC 校验

捷米特JM-DPM-RTU网关应答的报文如下：

报文（HEX）	0A	10	00 02	00 02	E1 73
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	CRC 校验

9.6、同时写Profibus从站1和2输出数据

Modbus主站使用10H 功能码改写Profibus从站1和2输出数据的请求报文如下：

报文（HEX）	0A	10	00 00	00 04	08	11 22	33 44	AA BB	CC DD	0E D7
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器 个数	数据 字节数	从站1 第1个 寄存器 数据	从站1 第2个 寄存器 数据	从站2 第1个 寄存器 数据	从站2 第2个 寄存器 数据	CRC 校验

JM-DPM-RTU网关应答的报文如下：

报文（HEX）	0A	10	00 00	00 04	C0 B1
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器个数	CRC 校验

9.7、回读写入Profibus从站1和2输出数据

Modbus主站使用03H 功能码回读Profibus从站输出数据的查询报文如下

报文（HEX）	0A	03	00 00	00 04	45 72
说明	站地址	功能码	寄存器 起始地址	寄存器个数	CRC校验

JM-DPM-RTU网关应答的报文如下：

报文（HEX）	0A	03	08	11 22	33 44	AA BB	CC DD	43 59
说明	站地址	功能码	数据 字节数	从站1 第1个 寄存器数据	从站1 第2个 寄存器数据	从站2 第1个 寄存器数据	从站2 第2个 寄存器数据	CRC校验

22、网关Modbus寄存器映射地址

数据区	寄存器地址		寄存器 数量	数据 格式	功能码	读写 属性	寄存器说明
	PLC格式	Modbus 协议格式
Profibus 输出数据区	4x0001～4x2048	0～2047	2048	Uint16	03H 06H 10H	读写	对应Profibus主站输出数据区（JM-DPM-RTU网关传输给Profibus从站的数据）。
	3x2049～3x4096	2048～4095	2048	Uint16	04H	只读	对应Profibus主站输出数据区（JM-DPM-RTU网关传输给Profibus从站的数据）。
Profibus 输入数据区	3x0001～3x2048	0～2047	2048	Uint16	04H	只读	对应Profibus主站输入数据区（Profibus从站传输给JM-DPM-RTU网关的数据）。
	4x2049～4x4096	2048～4095	2048	Uint16	03H	只读	对应Profibus主站输输入数据区（Profibus从站传输给JM-DPM-RTU网关的数据）。
Profibus 从站诊断数据区	4x5001～4x5032	5000～5031	32	Uint16	03H	只读	对应Profibus主站的诊断数据区（Profibus从站的诊断状态）。
	3x5001～3x5032	5000～5031	32	Uint16	04H	只读	对应Profibus主站的诊断数据区（Profibus从站的诊断状态）。
Profibus 网络状态数据区	4x5201～4x5264	5200～5263	64	Uint16	03H	只读	对应Profibus总线上各站（包括主站、已组态从站，未组态从站）的状态。
	3x5201～3x5264	5200～5263	64	Uint16	04H	只读	对应Profibus主站的诊断数据区（Profibus从站的诊断状态）。

 

在构建工业自动化系统时，要充分考虑系统的兼容性和扩展性。选择具有良好兼容性和扩展性的设备及通信协议，以便在未来能够方便地接入新的设备或采用新的通信技术。对于协议转换网关的选型，要综合考虑其性能、功能、稳定性以及与现有系统的适配性等因素，确保其能够满足企业长期发展的需求。

在工业自动化发展过程中，不同通信协议的存在是不可避免的。捷米特JM-DPM-RTU网关这类协议转换设备，为解决不同协议设备之间的通信难题提供了有效途径，是实现工业系统集成和协同工作的关键环节。企业应重视协议转换技术的应用，以充分利用现有设备资源，提升生产自动化水平。