1　主要用途

用于PROFIBUS現場總線與MODBUS設備之間交換數據，采用PROFIBUS專用芯片，支持所有PROFIBUS　DP現場總線系統。

2　主要特點

●　通訊1口：PROFIBUS　DP從站通訊方式，支持連接到PLC、DCS、計算機等多種主站；

●　通訊2口：MODBUS　RTU/ASCII主/從可選，支持01、02、03、04、05、06、15、16命令；

●　PROFIBUS　DP通訊速率：9.6kbps～6Mbps自適應波特率選擇；

●　MODBUS通訊速率：4.8kbps～115.2kbps用戶參數軟件設置；

●　連接MODBUS設備數量：**多8個；

●　交換數據：（47個輸入字+通訊故障狀態字）/（47個輸出字+可控寫+循環通訊周期）；

●　通訊回路相互隔離，隔離電壓1KV且均帶TVS防雷擊、過流自恢復保險保護；

●　24VDC輸入電源極性保護。

3　主要參數

工作電壓		DC24V±5%帶電源極性保護
功率消耗		****1800mW
通訊 1 口	RS-485	PROFIBUS　DP從站可承受500W/1000us雷擊
	通訊速率	9600kbps～6Mbps可選
	傳送距離	<1200m （標準PROFIBUS　DP通訊距離）
通訊 2 口	可選擇	（RS-422、RS-232可選），RS-485（可承受500W/1000us雷擊）
	通訊速率	4800kbps～115200kbps可選擇
	通訊格式	校驗方式、通訊位數可選、1位停止位
	傳送距離	RS-485<1200m、RS-232<15m
輸入隔離		雙通訊回路相互電隔離
適用范圍		PROFIBUS與MODBUS設備交換數據
外形尺寸		寬71×高26×長128mm
重量		不含包裝約0.22Kg
安裝方式		標準U型導軌安裝

表1

4　使用方法

4.1　技術規范內容：

●　通訊口1速率（自適應）：

9.6kbps、19.2kbps、93.75kbps、187.5kbps、500kbps、1.5Mbps、3Mbps、6Mbps。

●　通訊口2通訊速率（用戶參數軟件設置）：

4.8kbps、9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps、57.6kbps、115.2kbps。

●　模塊外形尺寸及端子結構圖：

●　連接數量：

PROFIBUS網絡：**多為125個；

MODBUS網絡：**多8個設備（地址范圍1～64可選，每增加1個LC-MP-01模塊可增加連接8個設備）

●　用戶參數設置：

支持用戶參數設置PROFIBUS遠程輸入、輸出字及數量，但固定占用輸入48字和輸出48字；

支持用戶參數設置MODBUS通訊參數、地址設置、寄存器地址設置。

●　模塊LED狀態指示：

TXD（紅色）：初次通電即亮，正確接入PROFIBUS網絡后如PROFIBUS網絡故障TXD閃亮；

RXD（綠色）：初次通電滅（MODBUS從站模式下常亮），正確接入PROFIBUS網絡后常亮。

5　參數設置

本模塊參數設置方式有兩種，模塊手動地址設置方式和用戶參數設置方式。

●　地址設置方式：

本模塊采用通過撥碼開關SW1選擇站地址，ON表示“0”，OFF表示“1”，見圖1所示。

圖1

其中A0～A6為PROFIBUS　DP網絡地址設置共可設置127的不同地址：

模塊地址=SW1的1～7位――（按十六進制計算）。

A0A1A2A3A4A5A6=1100000，模塊地址為03H＝3；

A0A1A2A3A4A5A6=1100001，模塊地址為43H＝67；

出廠設置通訊格式為：地址為3。

PROFIBUS　DP通訊故障狀態下，撥碼開關SW1的第8位的設置如下：

OFF---“1”---PQW保持原輸出（出廠默認值）；ON---“0”---PQW清零。

●　用戶參數置：

必須配合從站用戶參數配置界面進行相應設置，詳見調試說明和圖20！

必須注意：用戶參數設置必須正確，否則系統將無法正常工作!

6　結構框圖及輸入通道、連接示意圖：

 

圖2

 

7　應用介紹

本通訊協議轉換模塊可將標準MODBUS現場設備（包括各種支持MODBUS設備的儀器、儀表、傳感器、變頻器）連接到PROFIBUS　DP網絡中，將MODBUS設備映射（相當于）為PROFIBUS　DP的一個從站設備，以達到不同網絡設備的數據交換。

7.1　擴展西門子S7　300、400　PLC　I/O：

對于支持PROFIBUS的可編程邏輯控制器（例如西門子S7系列PLC），經本模塊可連接第三方設備，完成PLC等系統的模擬量、開關量擴展。

(1)　M1301、M1401標準模擬量輸入/出模塊：低成本擴展PLC的模擬量通道；

(2)　M1302、M1303、M1304熱電阻、熱電偶模塊：低成本擴展PLC的溫度采集通道；

(3)　M1101、M1201、M1501開關量輸入輸出模塊：低成本擴展PLC的開關量輸入、輸出通道；

每個LC-MP-01可**多擴展8個MODBUS模塊，在PROFIBUS中轉換為標準遠程輸入PIWxx、輸出PQWxx而直接使用。

7.2　將支持MODBUS的不同廠家設備連接到PROFIBUS網絡中：

工控、儀表設備廠家的多種儀表、傳感器設備經LC-MP-01可連接到PROFIBUS網絡中，通過PROFIBUS網絡直接讀取數據、輸出控制數據到相應MODBUS設備上。實際使用中，這些設備就相當于是PROFIBUS的遠程設備，無需額外編程。例如S7－300　PLC：要獲取某種儀表的數據40001，只需要將該設備映射為PROFIBUS設備中的PIW0，則PLC程序中PIW0即等效于40001保持寄存器。同樣，要寫某種儀表的數據到40001，只需要將該設備映射為PROFIBUS設備中的PQW2，則在PLC中寫入PQW2數據為1234H，則MODBUS設備中40001數據即變為1234H。

7.3　MODBUS寄存器地址設置方式：

某些MODBUS設備讀寫寄存器范圍很寬，因此，V3版改進了寄存器寄存器地址選擇方式――增加高低位地址選擇方式，從而可在0～65535范圍內任意選擇寄存器地址：十進制方式計算方式：寄存器****地址＝高位×256＋低位-1；十六進制方式計算方式：寄存器****地址＝高位×0x100＋低位-1。一般將需要設置的寄存器地址轉換為16進制后，取出高8位作為高位地址設置，低8位需要減一后作為低位設置。

舉例說明（按十六進制表示）：

00001線圈轉換為16進制為00 01H，故高位＝00H，低位為01H并減1，低位＝00H；

09866線圈轉換為16進制為26 8AH，故高位＝26H，低位為8AH并減1，低位＝89H；

49989保持寄存器轉換為16進制為27 05H，故高位＝27H，低位為05H并減1，低位＝04H；

例子	支持命令	寄存器選擇	寄存器范圍 （MODBUS通用）	數量	寄存器低位	寄存器高位
1	01、05、15	0000x	00001	1 bit	00H	00H
2	01、05、15	0000x	09999～010006	7 word	0EH	27H
3	02	1000x	10001～10008	8 word	00H	00H
4	02	1000x	165530～165535	6 word	F9H	FFH
5	04	3000x	30001～30006	6 word	00H	00H
6	04	3000x	30988～31000	3 word	DBH	03H
7	04	3000x	365001～365008	8 word	E8H	FDH
8	03、06、16	4000x	40001～40008	8 word	00H	00H
9	03、06、16	4000x	400097～40104	8 word	60H	00H
10	03、06、16	4000x	41200～41202	3 word	AFH	04H
11	03、06、16	4000x	49162～49163	2 word	22H	23H
12	03、06、16	4000x	418177～418179	3 word	00H	47H

表2

例如18177＝4701H－1＝4700H，它也表示了MODBUS讀寫寄存器的高、低位數據區范圍。

協議格式為：

協議：FF      03     47     00    00 01       85       60

含意：地址   命令   高位   低位    字數     CRCH   CRCL

7.4　MODBUS設備地址設置方式：

LC-MP-01共有8個設備號，經MODBUS可連接8個不同的MODBUS設備地址，設備號是****的，每使用一次就會減少1個MODBUS設備地址（或功能）的連接，但MODBUS地址范圍則可以支持0～64個!本模塊建議從01H地址作為起始地址并連續尋址，請不要隨意設置地址號。

如果每個MODBUS設備號設置為相同的MODBUS設備地址，則LC-MP-01**多可與PROFIBUS網絡交換47個輸入字或47個輸出字，并可使用8次不同的MODBUS命令。

如果對每個MODBUS設備地址既讀又寫則至少需要2個設備號配合，也減少2個設備號；

如果對每個MODBUS設備地址使用相同命令但寄存器范圍又特別分散，不在連續的8個設備范圍內，則您仍然需要多使用1個設備號；

MODBUS設備地址一般選擇范圍位0～64，超過此范圍，LC-MP-01仍然能選擇，但必須進入到用戶參數16進制范圍進行手動設置，例如原設置設備號1―>01H，在用戶16進字參數表的第1行為01,02,03,04,05,06,07,08，將01改為F0則表示1＃MODBUS的設備地址為240。

 

8　調試說明：

LC-MP-01通訊協議轉換模塊能將MODBUS　RTU/ASCII設備通訊數據（或者寄存器）映射到PROFIBUS現場通訊總線的遠程輸入、輸出寄存器中。

8.1　連接工作電源：

本模塊工作電源為DC24V，單個模塊電流需求大約70mA，為了讓模塊能穩定工作，適當留有一定電源余量是必要的。

DC24V電源可以是PLC本機自帶的傳感器用電源（必須確保PLC工作的必須電源容量）、也可以是自配的其他直流電源，如用開關穩壓電源必須保證電源品質，如選擇紋波小、電磁輻射少的優質工業用穩壓電源。

電源連接后，如果模塊未連接到正在工作的PROFIBUS　DP網絡上，則TXD紅色指示燈閃亮、綠色RXD燈常滅（從站模式下常亮），否則需要檢測電源、連接端子或者通訊連接線路!

8.2　連接PROFIBUS　DP通訊網絡：

斷開模塊工作的DC24V電源，連接該模塊的A、B端子到PROFIBUS網絡，一般PROFIBUS采用DB9連接，A線對應8腳、B線對應3腳。然后接通模塊電源，如果PROFIBUS　DP網絡中有該模塊所對應的地址配置信息，則該模塊的紅色TXD、綠色RXD燈亮，表示已經正確收到PROFIBUS　DP信息。如果未連接到PROFIBUS網絡上紅色TXD燈閃亮。

8.3　輸入各信號到模塊端子：

8.4　為了測試該模塊是否能正確工作，我們可采用西門子S7－315－2D進行系統調試：

運行Step　7編程軟件并進入圖4畫面；

 

圖4

按Next進入下一步：

 

  

圖5                                圖6

在圖5中選擇S7－300自帶PROFIBUS　DP的S7　315　2DP，按Next進入下一步（圖6）并添加OB1、OB82、OB100、OB122程序塊，注意，使用PROFIBUS必須要添加這些程序塊，不論你使用否，見圖7按Next進入圖8所示，輸入工程文件名，例如，此處輸入TEST，按Finsh完成工程項目的定制工作：

   

圖7                                圖8

為了正確使用PROFIBUS網絡，還必須在程序文件中加入FB20功能塊，使用鼠標右鍵彈出上述菜單，選擇插入新對象FB20。

也可以在“SIMATIC　Manager”界面中按“New　Project/Library”建立新工程，見圖9所示，并輸入新建立的工程文件名，例如TEST1，見圖10所示

 

 

 

 

圖9

 

圖10

在圖11的界面下，使用鼠標右鍵彈出菜單，選擇插入新對象為SIMATIC　300　Station！

 

圖11

在已生成的工程下，選擇Hardware并雙擊進入硬件配置界面圖12中。

 

圖12

在圖13中先添加PLC機架UR，然后添加CPU　315-2DP和其他模塊見圖14。

 

圖13                               圖14

雙擊機架中2槽的X2　DP行，設置PROFIBUS的站地址例如為02H，然后設置PROFIBUS　DP的網絡通訊速度，此處暫設置1.5Mbps（本模塊****支持通訊速率），見圖15。

 

 

圖15

8.5　安裝GSD文件：

由于本產品完全兼容其他PROFIBUS總線，故可以象西門子等其他公司的PROFIBUS產品一樣使用，****需要的是安裝GSD文件到Step　7軟件中，這可在SIMATIC　Manager下的Hardware界面中安裝。方法如下：

在圖16所示的Hardware界面中，選擇Options->Install　New　GSD；

 

圖16

打開lc_gsd文件夾，選擇要安裝的模塊所對應的文件后即可安裝，見圖17

 

圖17

8.6　配置硬件：

下面的圖18界面是在S7　300　PLC　PROFIBUS網絡中添加捷通科技的通訊協議轉換模塊

 

圖18

LC-MP-01例子示意。通訊協議轉換模塊內部用戶參數設置可通過Step　7的友好界面設置，

參見圖19示意。

注意：模塊作MODBUS主站設備連接**多達8個MODBUS設備從站：

適合將MODBUS從設備連接到PROFIBUS網絡上，例如傳統儀器、儀表、傳感器和其他MODBUS設備。本模塊支持0xxxx線圈輸入、輸出（對應1、15號命令），1xxxx數字輸入（對應2號命令），3xxxx輸入寄存器（對應4號命令），4xxxx保持寄存器輸入、輸出（對應3、16、6號命令）。因此你能十分方便選擇PROFIBUS與MODBUS要交換的寄存器。

注意：0xxxx線圈可映射到PROFIBUS的PIW（輸入）和輸出（PQW）并且按16bit交換；

1xxxx輸入只能映射到PROFIBUS的PIW（輸入）并且按16bit交換，否則會出錯；

3xxxx輸入寄存器只能映射到PROFIBUS的PIW（輸入）并且按16bit交換，否則會出錯；

4xxxx保持寄存器可映射到PROFIBUS的PIW（輸入）和輸出（PQW）并且按16bit交換；

MODBUS的通訊參數也可通過該界面進行選擇！

注意：當LC-MP-01中某個設備號僅寫入1個保持寄存器時，則LC-MP-01則按6號命令寫單個保持寄存器!另外，當寫單個線圈，則自動改為5號命令（PROFIBUS中仍然占1個PQW字，當需要該線圈通，PQW必須寫入大于1的任何數據，斷開必須寫0），如果寫保持寄存器數目超過1個，則自動按16號命令完成多個寄存器寫入命令。

 

圖19

注：1.LC-MP-01默認工作在MODBUS　RTU模式，如果連接MODBUS　ASCII模式必須設

置用戶參數為MODBUS　ASCII模式；

2.LC-MP-01在圖19中設置通訊參數，必須設置與MODBUS設備相同的通訊參數；

3.選擇MODBUS設備不同地址段必須設置MODBUS高位地址；

4.MODBUS設備號是****的，但不同設備號可以選擇相同的MODBUS設備地址（設備地址必須從01H開始連續升序排列以避免掃描超時），這樣可交換更多類型的寄存器數據。

5.對于40000保持寄存器，在用戶參數設置中可以配合高位＋低位設置方法在40001～420319范圍內的任意寄存器選擇，滿足特殊設備的全范圍寄存器選擇要求!

8.7　故障診斷和可控通訊功能介紹：

LC-MP-01設有通訊故障功能介紹，現介紹如下：

在與PROFIBUS網絡交換遠程輸入字中**多可交換48個PIW，但用戶實際只能使用47個PIW作為交換寄存器。系統劃分出**后一個PIW作為通訊故障檢測并可在所有的PROFIBUS主站中獲取。例如：系統組態PIW0作為LC-MP-01的第1個遠程輸入字，則PIB94則被系統固定占用為系統通訊狀態寄存器。

當系統組態為MODBUS　RTU　Master　1或MODBUS　ASCII　Master　1時，PQW94被指定為8個設備號的寫命令（05、15）可控位（置1允許循環寫、置0停止寫）：

寄存器名	狀態0	狀態1
PIB94.0	設備1未超時	設備1超時錯誤
PIB94.1	設備2未超時	設備2超時錯誤
PIB94.2	設備3未超時	設備3超時錯誤
PIB94.3	設備4未超時	設備4超時錯誤
PIB94.4	設備5未超時	設備5超時錯誤
PIB94.5	設備6未超時	設備6超時錯誤
PIB94.6	設備7未超時	設備7超時錯誤
PIB94.7	設備8未超時	設備8超時錯誤
PQB94.0	設備1停止通訊	設備1允許通訊
PQB94.1	設備2停止通訊	設備2允許通訊
PQB94.2	設備3停止通訊	設備3允許通訊
PQB94.3	設備4停止通訊	設備4允許通訊
PQB94.4	設備5停止通訊	設備5允許通訊
PQB94.5	設備6停止通訊	設備6允許通訊
PQB94.6	設備7停止通訊	設備7允許通訊
PQB94.7	設備8停止通訊	設備8允許通訊

表3

其**后一個字節，例如本例中的PQB95被系統劃分為通訊循環時間控制字節。

系統循環通訊時間 = (1+PQB95)× 100mS  （PQB=0—255）

如果僅是Master方式，PQW94被系統規化為等待從站應答時間，0-10對應50-550mS。

注意：PROFIBUS遠程寄存器的地址排號必須與PROFIBUS的系統地址相配合設置：

如果PROFIBUS中其他設備中使用了PIWx和PQWx，則LC-MP-01的起始地址應加上系統寄存器地址號，即LC-MP-01應加上系統PIW或PQW的偏移量!

舉例如下：

機架上設備地址已占用PIW0、PIW2、PQW0、PQW2、PQW4，則LC-MP-01所占用的首地址應分別從PIW2＋2＝PIW4開始，同理，PQW則從PQW4＋2＝PQW6開始!

模塊作MODBUS從站設備可連接到MODBUS主站設備（例如DCS）:

適合將DCS系統、計算機組態軟件、其他MODBUS主設備連接到PROFIBUS網絡上。

通過用戶參數設置LC-MP-01可作MODBUS從站，以連接到其他MODBUS主站上并作為一個從設備（RTU或ASCII從設備可選）。下載用戶硬件配置后請對模塊重新上電，此時LC-MP-01即工作于MODBUS從站方式。在此方式下，本模塊支持3＃命令（讀4xxxx保持寄存器）和16＃命令（寫4xxxx命令），參見圖20所示：

 

圖20

數據交換說明：

每個LC-MP-01被化分為2個區段（用戶參數僅需設置MODBUS從設備地址，其他不設置）：

l 40001～40047共計47個保持寄存器字數據區為MODBUS主設備可寫區（16＃命令），它與PROFIBUS主站中的PIWx+0～PIWx+92遠程輸入字范圍相對應?？蓪ODBUS主設備的數據傳入PROFIBUS設備中。

l 40129～40176共計48個保持寄存器字數據區為MODBUS主設備可讀區（3＃命令），它與PROFIBUS主站中的PQWx+0～PQWx+94遠程輸入字范圍相對應?？蓪ROFIBUS主設備的數據傳入MODBUS主設備中。

l MODBUS　3＃命令（RTU方式一次**多可讀25個字，ASCII方式一次**多可讀10個字）：

PQWx+0～PQWx+94被映射40129～40176中，即MODBUS主設備可讀PQW輸出值：

PROFIBUS網絡中寫入PQWx數據將被傳輸至LC-MP-01的PQW緩沖區內，當MODBUS主設備使用3＃命令讀保持寄存器40129～40176時，LC-MP-01將返回PQWx+0～PQWx+94內部數據到MODBUS主設備上。

MODBUS主設備也可讀40001～40047區段數據，它表示曾被MODBUS主設備寫入40001～40047的值。如果使用3＃命令讀其他區段數據，所返回的數據是隨機而毫無意義!

l MODBUS　16＃命令（RTU方式一次**多可寫25個字，ASCII方式一次**多可寫10個字）：

PIWx+0～PIW+92被映射到40001～40047中，即MODBUS主設備可寫數據到PIW值：

當MODBUS主設備向LC-MP-01發送16命令強置多個4xxxx保持寄存器數據命令后，該組數據將保存于LC-MP-01的PIW緩沖區，等待PROFIBUS主站取回數據到PIWx。即MODBUS主設備可傳輸數據到PROFIBUS網絡的遠程輸入字PIW區！

上述PQWx、PIWx為同一PROFIBUS網絡上系統已分配的寄存器地址，故LC-MP-01模塊所使用的PQW、PIW必須加上該偏移量x。

注意：由于在PROFIBUS網絡中規定了PIW為只讀而PQW為只寫。因此對應于LC-MP-01的MODBUS設備端，寄存器讀寫與PQW、PIW所關聯在物理地址上是不同的地址，請不要混淆一體！如MODBUS主設備需要查詢自己輸出的控制數據是否被PROFIBUS正確接收，可以按如下方式處理：

MODBUS主設備寫數據1234到LC-MP-01的MODBUS寄存器40007，則PROFIBUS端將PIW12傳輸到PQW12。則MODBUS主設備讀40135寄存器時即為1234，這樣數據完成了一個完整的傳輸循環過程，參見圖21所示！

 

圖21

故障診斷功能由于僅有讀寫兩種命令，故MODBUS地址故障狀態按表4所示：

寄存器名	狀態0	狀態1
PIB94.0～94.3	讀數據未超時	讀數據超時錯誤
PIB94.4～94.7	寫數據未超時	寫數據超時錯誤
PIB95.0 9～5.3	讀數據正常通訊命令	讀數據錯誤的通訊命令
PIB95.1 9～5.7	寫數據正常通訊命令	寫數據錯誤的通訊命令

表4

說明書：

軟件：