现场总线控制系统（FCS）系列：Schneider Electric Modbus_（9）.Modbus与其它现场总线技术的互操作性.docx

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Modbus与其它现场总线技术的互操作性

在纸浆和造纸工业控制系统中，现场总线技术的互操作性是实现高效、可靠和灵活控制的关键。Modbus作为一种广泛应用的通信协议，与其他现场总线技术的互操作性尤为重要。本节将详细探讨Modbus与其他现场总线技术（如Profibus、Profinet、CANopen等）的互操作性原理和实现方法。

1.Modbus与Profibus的互操作性

1.1Profibus介绍

Profibus（ProcessFieldBus）是一种广泛应用于工业自动化领域的现场总线技术，主要分为ProfibusDP（DecentralizedPeripherals）、ProfibusFMS（FieldbusMessageSpecification）和ProfibusPA（ProcessAutomation）三种类型。ProfibusDP适用于快速的设备级通信，ProfibusFMS适用于复杂的通信需求，而ProfibusPA则专门用于过程自动化领域。

1.2Modbus与Profibus的互操作性原理

Modbus与Profibus的互操作性主要通过网关设备实现。网关设备可以将Modbus信号转换为Profibus信号，反之亦然。这种转换通常涉及到协议映射和数据格式转换。

1.2.1协议映射

协议映射是指将Modbus协议的数据结构和命令集映射到Profibus协议的数据结构和命令集。例如，ModbusRTU协议中的寄存器地址可以映射到ProfibusDP中的数据对象地址。

1.2.2数据格式转换

数据格式转换是指在数据传输过程中，将Modbus的数据格式转换为Profibus的数据格式，以确保数据在不同协议之间的正确传输和解析。

1.3实现互操作性的方法

实现Modbus与Profibus的互操作性通常有以下几种方法：

1.3.1硬件网关

硬件网关是一种物理设备，可以连接Modbus和Profibus网络，实现协议转换。硬件网关通常具有Modbus和Profibus接口，可以通过配置实现数据的双向传输。

1.3.2软件网关

软件网关是一种运行在计算机或PLC上的软件，可以实现Modbus和Profibus之间的协议转换。软件网关通常通过编程实现数据的读取、转换和发送。

1.4示例：硬件网关配置

假设我们使用一个SchneiderElectric的Modbus-Profibus网关设备，以下是一个配置示例：

连接网关设备：

将Modbus设备连接到网关的Modbus接口。

将Profibus设备连接到网关的Profibus接口。

配置网关：

使用网关设备的配置软件（如ModiconConfigurationTool）。

配置Modbus设备的寄存器地址和数据类型。

配置Profibus设备的数据对象地址和数据类型。

设置数据映射关系，确保Modbus寄存器地址与Profibus数据对象地址的正确对应。

测试连接：

使用ModbusMaster设备发送读取命令，验证数据是否正确传输到ProfibusSlave设备。

使用ProfibusMaster设备发送写入命令，验证数据是否正确传输到ModbusSlave设备。

1.5示例：软件网关编程

假设我们使用一个运行在PLC上的软件网关，以下是一个简单的编程示例：

#导入必要的库

importmodbus_tk

importmodbus_tk.definesascst

importpyprofibus

frompyprofibusimportDpMaster,DpSlaveDesc,DpCfg

#ModbusRTU配置

defconfigure_modbus():

#创建ModbusRTU客户端

master=modbus_tk.modbus_rtu.RtuMaster(serial.Serial(port=COM1,baudrate=9600,bytesize=8,parity=N,stopbits=1,xonxoff=0))

master.set_timeout(5.0)

master.open()

returnmaster

#ProfibusDP配置

defconfigure_profibus():

#创建ProfibusDP配置

dp_cfg=DpCfg()

dp_cfg.addMaster(

DpMaster(

masterId=1,