modbus串口转Profinet 网关解决电力项目负荷生产的监控应用

关键词：modbus转Profinet RS485 转 Profinet 电力监控
随着电力网络的不断发展，用电负荷的持续增长，各种新型负载不断涌现，用户更加关注电能质量问题，同时对节能减排也提出了更加严格的要求。用户需要更加有效的电力监控管理解决方案来应对上述变化带来的挑战，以实现配电系统持续可靠、高效、低耗的运行，这必然要求中央控制室能够监控各电力网络现场的实时数据。中央控制室一般都是采用 DCS、PLC 等总线监视、控制设备来实现数据采集和处理，其中，现场电力仪表却仅支持 Modbus 等现场设备协议（WXD350 网络电力仪表支持 Modbus RTU 协议）， 不同总线之间的通讯问题是用户现场首先要解决的问题。Modbus转Profinet 网关，串口（RS232/RS485 或 RS422 ）WL-ABC3010能够解决不同现场总线协议之间的通讯问题。

系统功能:
该系统的中控室采用了西门子PLC 实时地采集现场各网络电力仪表的参数值（各项电压、电 流、有功功率、无功功率等参数），但是由于该网络电力仪表支持 Modbus RTU 通讯协议，西门子的 PLC 支持Profinet 协议，要实现两者之间的通信，就必然要用到协议转换模块，稳联modbus串口转Profinet 网关就能够实现此功能。modbus串口转Profinet网关WL-ABC3010在串口侧和网络电力仪表通讯， 将电力仪表中的各种现场数据采集并存储到modbus转Profinet网关内部输入缓存区；在Profinet 侧，西门子1200的 PLC 从modbus转Profinet网关的内部输入缓存区把这些数据读到 PLC 端，供现场工程师分析进而控制各现场的用电情况。
部分系统图如图：

通信接口：Profinet 端串口端
1、工作模式：作为Profinet 从站串口可支持三路电气接口：RS485或 RS232
2、接口类型：双网口;
3、工作模式：Modbus 主站和通用模式可选
4、速率：100M
5、接口类型：PIN3
6、隔离设计：1KV 光电隔离
7、波特率：1200～115200bps
8、Max Input Bytes：1440Bytes;
9、Max Output Bytes：1440Bytes
10、Max Input + Output Bytes=1440Bytes

在电力监控系统中的运用稳联威廉希尔官方网站 的modbus转Profinet 网关在与西门子PLC 连接的一端作为Profinet 从站，在与 W350 网络电力仪表连接的一端作为 Modbus 主站，采集 Modbus RTU 从站电力仪表的数据并 上传到 PLC。

下图是电力监控系统需要采集的各种电量信息地址参照表，其中本次通讯采集的数据有相电压、线电压、相电流、相有功、相无功等。

● 下图是modbus转Profinet网关的配套配置软件组态配置界面：其中需要配置协议类型、通讯波特 率、校验方式、停止位、通讯传输模式以及输出命令轮询模式等参数，这些参数需要跟 WXD350 网络电力 仪表实际的串口参数设置一致。

● 下图是配置 Modbus 读命令（该次通讯用 04 号功能码）的界面：其中“Node（1）”表示网络电力仪 表的设备地址为 1；Modbus 寄存器起始地址 37 对应于 A 相电压的 Modbus 地址、数据个数对应于寄存器个 数（下图 34 表示从地址 37 开始连续读取 34 个 Modbus 寄存器）；内存映射起始地址指的是网关WL-ABC3010从网络电力仪表中读上来的数据存放在网关WL-ABC3010内部缓冲区的起始地址。

● 1200PLC 的组态界面如下：

modbus转Profinet 网关能够成功建立 W350 网络电力仪表（Modbus RTU 协议）跟 1200的 PLC（profinet 协议）通讯，在 PLC 程序中通过读写相应的 I/O 映射区数据以实现整个厂区内各区电力 的实时监控。运用modbus转Profinet网关实现不同总线间的数据通讯，不仅配置简单，而且通讯速度快，保证了 数据的实时性，更重要的是实现了数据高精度的采集，且可以长时间稳定运行。