一、摘要

由于LED顯示屏具有亮度高，使用壽命長，光線穿透力強，強光下仍清晰可見的優(yōu)點，LED顯示屏被廣泛應(yīng)用在很多方面，如各種大型港口機械、工程機車、起重機械的行車控制提示顯示屏，交通路況提示屏，小區(qū)信息通知顯示屏等場合。

上海某公司在大型港口工程機車的行車控制提示系統(tǒng)中使用到LED顯示屏，整個系統(tǒng)中控制臺使用的是西門子300PLC，客戶的需求是實現(xiàn)控制臺PLC與LED屏間的資料采用PROFIBUSDP通信協(xié)議傳輸，LED支持RS485串口通訊，控制臺PLC向顯示屏發(fā)送命令報文給顯示屏，在顯示屏上顯示控制臺發(fā)送的內(nèi)容信息，以便提示現(xiàn)場工程機車的行車方向及提醒工作人員注意安全。由于西門子300PLC支持PROFIBUSDP協(xié)議，LED顯示屏支持串口協(xié)議，兩者之間協(xié)議不同，無法通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，為實現(xiàn)兩者間的數(shù)據(jù)通訊，用戶最采用上海泗博自動化串口轉(zhuǎn)PROFIBUSDP網(wǎng)關(guān)PM-125來實現(xiàn)兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換。在整個系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)PM-125實現(xiàn)LED顯示屏顯示西門子300PLC向LED發(fā)送的數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的自動化和智能化水平，同時網(wǎng)關(guān)PM-125優(yōu)異的性能和穩(wěn)定性得到用戶的好評。

二、系統(tǒng)構(gòu)成

在各種大型港口和碼頭中，工程機車和起重機需要對貨物和集裝箱進(jìn)行裝卸，由于現(xiàn)場環(huán)境比較復(fù)雜，需要系統(tǒng)中心統(tǒng)一調(diào)度。在總控室，利用西門子300PLC和PM-125網(wǎng)關(guān)，向LED顯示屏發(fā)送指令并顯示接收到的指令，LED顯示屏放在港口和碼頭比較高的地方，工程機車和起重機按照總控室發(fā)送的在LED上顯示的指令進(jìn)行有方向性的裝卸貨物及提醒現(xiàn)場工作人員注意安全和發(fā)放通知，極大提高了港口和碼頭的工作效率，LED顯示屏通過和PM-125結(jié)合實現(xiàn)能夠作為PROFIBUSDP從站和西門子300PLC進(jìn)行通訊，系統(tǒng)圖如下：

三、PM-125簡介

PM-125是一款實現(xiàn)串口與PROFIBUS DP之間通訊的智能型網(wǎng)關(guān)，可連接一個具有RS232/RS485/RS422接口的設(shè)備到PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)，即將串口設(shè)備轉(zhuǎn)換為PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

技術(shù)指標(biāo)：，

[1]  PM-125適配器在PROFIBUS側(cè)是一個PROFIBUSDP從站，在串口側(cè)是MODBUS主站或通用模式，電氣接口有RS232、RS485、RS422三種可選

[2]  PM-125適配器的串口側(cè)作為Modbus主站時：

Ø  通過PROFIBUS通信數(shù)據(jù)區(qū)和Modbus數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)映射實現(xiàn)PROFIBUS和MODBUS的數(shù)據(jù)透明通信

Ø  支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H號功能

Ø  最多可配置48條Modbus命令

Ø  Modbus功能碼03H、04H支持“字節(jié)交換”功能，便于用戶解決兩個網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的大端小端格式問題

[3]  PM-125適配器作為通用模式時，支持字符超時、字符個數(shù)、分隔符控制方式，具有自動發(fā)送功能

[4]  PROFIBUS-DP/V0協(xié)議，符合JB/T 10308.3-2001：測量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線第3部分：PROFIBUS規(guī)范

[5] PROFIBUS-DP從站，波特率自適應(yīng)，最大波特率12M

[6] PROFIBUS 輸入/輸出字節(jié)數(shù)可自由設(shè)定，最大PROFIBUS輸入/輸出字節(jié)數(shù)各168Bytes，總字節(jié)數(shù)最大336Bytes

[7] 通信方式為半雙工，波特率有300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps可選；校驗位有無校驗、奇校驗、偶校驗、標(biāo)記、空格可選

[8] 供電：24VDC（11V-30V），80mA（24VDC）

[9] 工作環(huán)境溫度：-40℃~ 60℃, 相對濕度5%~ 95%（無凝露）

[10] 外形尺寸：25mm（寬）×100mm（高）×90mm（深）

[11] 安裝：35mm導(dǎo)軌

[12] 防護(hù)等級：IP20

[13] 測試標(biāo)準(zhǔn)：已通過EMC測試

四、PM-125的參數(shù)配置

    根據(jù)LED顯示屏的通訊說明書，LED顯示屏的通訊方式為自定義串口協(xié)議，故在配置軟件PMA-123中串口端協(xié)議類型配置為通用模式，其它通訊參數(shù)和其通訊說明書中的參數(shù)配置一致，如下：

    配置完成后，通過miniUSB轉(zhuǎn)USB線將配置下載到網(wǎng)關(guān)中，下載完成后網(wǎng)關(guān)會自動切換到運行模式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

五、在STEP7中進(jìn)行組態(tài)設(shè)置

首先將與所使用PM-125版本配套的GSD文件安裝到Step7中，然后進(jìn)行組態(tài)。新建的DP從站地址為23，將PM-125數(shù)碼管顯示的地址設(shè)置為23，如果地址正確，正常通訊時可以看到網(wǎng)關(guān)指示燈PBF紅燈熄滅，STA綠燈閃爍。由于在使用過程中，LED的通訊方式為設(shè)備自定義協(xié)議，且PLC控制臺需向LED發(fā)送多個字節(jié)長度的報文，故在STEP7編程時需采用打包方式發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，即采用支持長度完整性（帶“Consistent”）的數(shù)據(jù)塊，這樣有助于PLC發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的實時性、完整性和準(zhǔn)確性。

    在PM-125對應(yīng)的槽位中分別插入2個“16 Words Input Consistent”和“16 Words Output Consistent”的數(shù)據(jù)塊后，系統(tǒng)會自動分配DP從站的輸入（I 地址）、輸出（Q 地址）起始地址，與網(wǎng)關(guān)的輸入輸出地址對應(yīng)。在PLC程序中，OB1主程序通過“SFC15”訪問輸出（Q）數(shù)據(jù)塊的地址，通過“SFC14”訪問輸入（I）數(shù)據(jù)塊的地址，各插入2個帶Consistent的數(shù)據(jù)塊，就要各調(diào)用兩次“SFC14”和“SFC15”，讓DP輸出和輸入數(shù)據(jù)映射到DB塊中，實現(xiàn)打包發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，組態(tài)如下圖示：

Ø  PM-125通用模式輸出數(shù)據(jù)格式

[事物號] [串口輸出數(shù)據(jù)長度n][串口輸出數(shù)據(jù)1]……[串口輸出數(shù)據(jù)n]

事物號：發(fā)送數(shù)據(jù)時，事物號須加一表示發(fā)送新的一幀數(shù)據(jù)。

Ø  PM-125通用模式輸輸入數(shù)據(jù)格式

[事物號] [串口輸入數(shù)據(jù)長度n][串口輸出數(shù)據(jù)1]……[串口輸出數(shù)據(jù)n]

事物號：接收數(shù)據(jù)時，事物號加一表示接收到一幀新的輸入數(shù)據(jù)。

Ø  PLC控制臺終端發(fā)送到 LED 屏的每幀資料格式

顯示內(nèi)容如下：后退2200px  車牌 TP01234   集裝箱號碼 JZXHG050678 

ü  全屏進(jìn)入，第一行閃爍

7E 2E 04 01 0A 08 00 0020 20 20 20 20 38 38 3E 3E 3E CD CB B4 FD C3 FC20 54 50 30 31 32 33 34 20 4A 5A 58 48 47 30 35 30 36 37 38 20 20 20 20 42

在PLC的DB塊中，打包發(fā)送數(shù)據(jù)如下：

LED顯示屏接收到PLC控制臺發(fā)送的資料后顯示如下：

ü  顯示第一行和第二行

車牌 TP01234待命，后退1650px 第一行閃爍

數(shù)據(jù)包舉例：

7E 22 04 01 0A 0800 00 20 20 20 20 20 36 36 3E 3E 3E CD CB B4 FDC3 FC 20 54 50 30 31 32 33 34 20 20 20 20 25

在PLC的DB塊中，打包發(fā)送數(shù)據(jù)如下：

LED顯示屏接收到PLC控制臺發(fā)送的資料后顯示如下：

六．顯示屏原理框圖

七．結(jié)束語

在本控制系統(tǒng)中，上海泗博自動化網(wǎng)關(guān)PM-125作為LED顯示屏與西門子PLCS7-300之間的橋梁，能夠使兩種不同協(xié)議的現(xiàn)場總線設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，使PLC控制臺向LED發(fā)送資料成為可能，在整個系統(tǒng)中，上海泗博自動化的網(wǎng)關(guān)PM-125表現(xiàn)了其穩(wěn)定性、可靠的性能，為整個控制系統(tǒng)能良好運行提供了保障！