1　主要用途

用于PROFIBUS现场总线与MODBUS设备之间交换数据，采用PROFIBUS专用芯片，支持所有PROFIBUS　DP现场总线系统。

2　主要特点

●　通讯1口：PROFIBUS　DP从站通讯方式，支持连接到PLC、DCS、计算机等多种主站；

●　通讯2口：MODBUS　RTU/ASCII主/从可选，支持01、02、03、04、05、06、15、16命令；

●　PROFIBUS　DP通讯速率：9.6kbps～6Mbps自适应波特率选择；

●　MODBUS通讯速率：4.8kbps～115.2kbps用户参数软件设置；

●　连接MODBUS设备数量：**多8个；

●　交换数据：（47个输入字+通讯故障状态字）/（47个输出字+可控写+循环通讯周期）；

●　通讯回路相互隔离，隔离电压1KV且均带TVS防雷击、过流自恢复保险保护；

●　24VDC输入电源极性保护。

3　主要参数

工作电压		DC24V±5%带电源极性保护
功率消耗		****1800mW
通讯 1 口	RS-485	PROFIBUS　DP从站可承受500W/1000us雷击
	通讯速率	9600kbps～6Mbps可选
	传送距离	<1200m （标准PROFIBUS　DP通讯距离）
通讯 2 口	可选择	（RS-422、RS-232可选），RS-485（可承受500W/1000us雷击）
	通讯速率	4800kbps～115200kbps可选择
	通讯格式	校验方式、通讯位数可选、1位停止位
	传送距离	RS-485<1200m、RS-232<15m
输入隔离		双通讯回路相互电隔离
适用范围		PROFIBUS与MODBUS设备交换数据
外形尺寸		宽71×高26×长128mm
重量		不含包装约0.22Kg
安装方式		标准U型导轨安装

表1

4　使用方法

4.1　技术规范内容：

●　通讯口1速率（自适应）：

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

●　通讯口2通讯速率（用户参数软件设置）：

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

●　模块外形尺寸及端子结构图：

●　连接数量：

PROFIBUS网络：**多为125个；

MODBUS网络：**多8个设备（地址范围1～64可选，每增加1个LC-MP-01模块可增加连接8个设备）

●　用户参数设置：

支持用户参数设置PROFIBUS远程输入、输出字及数量，但固定占用输入48字和输出48字；

支持用户参数设置MODBUS通讯参数、地址设置、寄存器地址设置。

●　模块LED状态指示：

TXD（红色）：初次通电即亮，正确接入PROFIBUS网络后如PROFIBUS网络故障TXD闪亮；

RXD（绿色）：初次通电灭（MODBUS从站模式下常亮），正确接入PROFIBUS网络后常亮。

5　参数设置

本模块参数设置方式有两种，模块手动地址设置方式和用户参数设置方式。

●　地址设置方式：

本模块采用通过拨码开关SW1选择站地址，ON表示“0”，OFF表示“1”，见图1所示。

图1

其中A0～A6为PROFIBUS　DP网络地址设置共可设置127的不同地址：

模块地址=SW1的1～7位――（按十六进制计算）。

A0A1A2A3A4A5A6=1100000，模块地址为03H＝3；

A0A1A2A3A4A5A6=1100001，模块地址为43H＝67；

出厂设置通讯格式为：地址为3。

PROFIBUS　DP通讯故障状态下，拨码开关SW1的第8位的设置如下：

OFF---“1”---PQW保持原输出（出厂默认值）；ON---“0”---PQW清零。

●　用户参数置：

必须配合从站用户参数配置界面进行相应设置，详见调试说明和图20！

必须注意：用户参数设置必须正确，否则系统将无法正常工作!

6　结构框图及输入通道、连接示意图：

 

图2

 

7　应用介绍

本通讯协议转换模块可将标准MODBUS现场设备（包括各种支持MODBUS设备的仪器、仪表、传感器、变频器）连接到PROFIBUS　DP网络中，将MODBUS设备映射（相当于）为PROFIBUS　DP的一个从站设备，以达到不同网络设备的数据交换。

7.1　扩展西门子S7　300、400　PLC　I/O：

对于支持PROFIBUS的可编程逻辑控制器（例如西门子S7系列PLC），经本模块可连接第三方设备，完成PLC等系统的模拟量、开关量扩展。

(1)　M1301、M1401标准模拟量输入/出模块：低成本扩展PLC的模拟量通道；

(2)　M1302、M1303、M1304热电阻、热电偶模块：低成本扩展PLC的温度采集通道；

(3)　M1101、M1201、M1501开关量输入输出模块：低成本扩展PLC的开关量输入、输出通道；

每个LC-MP-01可**多扩展8个MODBUS模块，在PROFIBUS中转换为标准远程输入PIWxx、输出PQWxx而直接使用。

7.2　将支持MODBUS的不同厂家设备连接到PROFIBUS网络中：

工控、仪表设备厂家的多种仪表、传感器设备经LC-MP-01可连接到PROFIBUS网络中，通过PROFIBUS网络直接读取数据、输出控制数据到相应MODBUS设备上。实际使用中，这些设备就相当于是PROFIBUS的远程设备，无需额外编程。例如S7－300　PLC：要获取某种仪表的数据40001，只需要将该设备映射为PROFIBUS设备中的PIW0，则PLC程序中PIW0即等效于40001保持寄存器。同样，要写某种仪表的数据到40001，只需要将该设备映射为PROFIBUS设备中的PQW2，则在PLC中写入PQW2数据为1234H，则MODBUS设备中40001数据即变为1234H。

7.3　MODBUS寄存器地址设置方式：

某些MODBUS设备读写寄存器范围很宽，因此，V3版改进了寄存器寄存器地址选择方式――增加高低位地址选择方式，从而可在0～65535范围内任意选择寄存器地址：十进制方式计算方式：寄存器****地址＝高位×256＋低位-1；十六进制方式计算方式：寄存器****地址＝高位×0x100＋低位-1。一般将需要设置的寄存器地址转换为16进制后，取出高8位作为高位地址设置，低8位需要减一后作为低位设置。

举例说明（按十六进制表示）：

00001线圈转换为16进制为00 01H，故高位＝00H，低位为01H并减1，低位＝00H；

09866线圈转换为16进制为26 8AH，故高位＝26H，低位为8AH并减1，低位＝89H；

49989保持寄存器转换为16进制为27 05H，故高位＝27H，低位为05H并减1，低位＝04H；

例子	支持命令	寄存器选择	寄存器范围 （MODBUS通用）	数量	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读写寄存器的高、低位数据区范围。

协议格式为：

协议：FF      03     47     00    00 01       85       60

含意：地址   命令   高位   低位    字数     CRCH   CRCL

7.4　MODBUS设备地址设置方式：

LC-MP-01共有8个设备号，经MODBUS可连接8个不同的MODBUS设备地址，设备号是****的，每使用一次就会减少1个MODBUS设备地址（或功能）的连接，但MODBUS地址范围则可以支持0～64个!本模块建议从01H地址作为起始地址并连续寻址，请不要随意设置地址号。

如果每个MODBUS设备号设置为相同的MODBUS设备地址，则LC-MP-01**多可与PROFIBUS网络交换47个输入字或47个输出字，并可使用8次不同的MODBUS命令。

如果对每个MODBUS设备地址既读又写则至少需要2个设备号配合，也减少2个设备号；

如果对每个MODBUS设备地址使用相同命令但寄存器范围又特别分散，不在连续的8个设备范围内，则您仍然需要多使用1个设备号；

MODBUS设备地址一般选择范围位0～64，超过此范围，LC-MP-01仍然能选择，但必须进入到用户参数16进制范围进行手动设置，例如原设置设备号1―>01H，在用户16进字参数表的第1行为01,02,03,04,05,06,07,08，将01改为F0则表示1＃MODBUS的设备地址为240。

 

8　调试说明：

LC-MP-01通讯协议转换模块能将MODBUS　RTU/ASCII设备通讯数据（或者寄存器）映射到PROFIBUS现场通讯总线的远程输入、输出寄存器中。

8.1　连接工作电源：

本模块工作电源为DC24V，单个模块电流需求大约70mA，为了让模块能稳定工作，适当留有一定电源余量是必要的。

DC24V电源可以是PLC本机自带的传感器用电源（必须确保PLC工作的必须电源容量）、也可以是自配的其他直流电源，如用开关稳压电源必须保证电源品质，如选择纹波小、电磁辐射少的优质工业用稳压电源。

电源连接后，如果模块未连接到正在工作的PROFIBUS　DP网络上，则TXD红色指示灯闪亮、绿色RXD灯常灭（从站模式下常亮），否则需要检测电源、连接端子或者通讯连接线路!

8.2　连接PROFIBUS　DP通讯网络：

断开模块工作的DC24V电源，连接该模块的A、B端子到PROFIBUS网络，一般PROFIBUS采用DB9连接，A线对应8脚、B线对应3脚。然后接通模块电源，如果PROFIBUS　DP网络中有该模块所对应的地址配置信息，则该模块的红色TXD、绿色RXD灯亮，表示已经正确收到PROFIBUS　DP信息。如果未连接到PROFIBUS网络上红色TXD灯闪亮。

8.3　输入各信号到模块端子：

8.4　为了测试该模块是否能正确工作，我们可采用西门子S7－315－2D进行系统调试：

运行Step　7编程软件并进入图4画面；

 

图4

按Next进入下一步：

 

  

图5                                图6

在图5中选择S7－300自带PROFIBUS　DP的S7　315　2DP，按Next进入下一步（图6）并添加OB1、OB82、OB100、OB122程序块，注意，使用PROFIBUS必须要添加这些程序块，不论你使用否，见图7按Next进入图8所示，输入工程文件名，例如，此处输入TEST，按Finsh完成工程项目的定制工作：

   

图7                                图8

为了正确使用PROFIBUS网络，还必须在程序文件中加入FB20功能块，使用鼠标右键弹出上述菜单，选择插入新对象FB20。

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

 

 

 

 

图9

 

图10

在图11的界面下，使用鼠标右键弹出菜单，选择插入新对象为SIMATIC　300　Station！

 

图11

在已生成的工程下，选择Hardware并双击进入硬件配置界面图12中。

 

图12

在图13中先添加PLC机架UR，然后添加CPU　315-2DP和其他模块见图14。

 

图13                               图14

双击机架中2槽的X2　DP行，设置PROFIBUS的站地址例如为02H，然后设置PROFIBUS　DP的网络通讯速度，此处暂设置1.5Mbps（本模块****支持通讯速率），见图15。

 

 

图15

8.5　安装GSD文件：

由于本产品完全兼容其他PROFIBUS总线，故可以象西门子等其他公司的PROFIBUS产品一样使用，****需要的是安装GSD文件到Step　7软件中，这可在SIMATIC　Manager下的Hardware界面中安装。方法如下：

在图16所示的Hardware界面中，选择Options->Install　New　GSD；

 

图16

打开lc_gsd文件夹，选择要安装的模块所对应的文件后即可安装，见图17

 

图17

8.6　配置硬件：

下面的图18界面是在S7　300　PLC　PROFIBUS网络中添加捷通科技的通讯协议转换模块

 

图18

LC-MP-01例子示意。通讯协议转换模块内部用户参数设置可通过Step　7的友好界面设置，

参见图19示意。

注意：模块作MODBUS主站设备连接**多达8个MODBUS设备从站：

适合将MODBUS从设备连接到PROFIBUS网络上，例如传统仪器、仪表、传感器和其他MODBUS设备。本模块支持0xxxx线圈输入、输出（对应1、15号命令），1xxxx数字输入（对应2号命令），3xxxx输入寄存器（对应4号命令），4xxxx保持寄存器输入、输出（对应3、16、6号命令）。因此你能十分方便选择PROFIBUS与MODBUS要交换的寄存器。

注意：0xxxx线圈可映射到PROFIBUS的PIW（输入）和输出（PQW）并且按16bit交换；

1xxxx输入只能映射到PROFIBUS的PIW（输入）并且按16bit交换，否则会出错；

3xxxx输入寄存器只能映射到PROFIBUS的PIW（输入）并且按16bit交换，否则会出错；

4xxxx保持寄存器可映射到PROFIBUS的PIW（输入）和输出（PQW）并且按16bit交换；

MODBUS的通讯参数也可通过该界面进行选择！

注意：当LC-MP-01中某个设备号仅写入1个保持寄存器时，则LC-MP-01则按6号命令写单个保持寄存器!另外，当写单个线圈，则自动改为5号命令（PROFIBUS中仍然占1个PQW字，当需要该线圈通，PQW必须写入大于1的任何数据，断开必须写0），如果写保持寄存器数目超过1个，则自动按16号命令完成多个寄存器写入命令。

 

图19

注：1.LC-MP-01默认工作在MODBUS　RTU模式，如果连接MODBUS　ASCII模式必须设

置用户参数为MODBUS　ASCII模式；

2.LC-MP-01在图19中设置通讯参数，必须设置与MODBUS设备相同的通讯参数；

3.选择MODBUS设备不同地址段必须设置MODBUS高位地址；

4.MODBUS设备号是****的，但不同设备号可以选择相同的MODBUS设备地址（设备地址必须从01H开始连续升序排列以避免扫描超时），这样可交换更多类型的寄存器数据。

5.对于40000保持寄存器，在用户参数设置中可以配合高位＋低位设置方法在40001～420319范围内的任意寄存器选择，满足特殊设备的全范围寄存器选择要求!

8.7　故障诊断和可控通讯功能介绍：

LC-MP-01设有通讯故障功能介绍，现介绍如下：

在与PROFIBUS网络交换远程输入字中**多可交换48个PIW，但用户实际只能使用47个PIW作为交换寄存器。系统划分出**后一个PIW作为通讯故障检测并可在所有的PROFIBUS主站中获取。例如：系统组态PIW0作为LC-MP-01的第1个远程输入字，则PIB94则被系统固定占用为系统通讯状态寄存器。

当系统组态为MODBUS　RTU　Master　1或MODBUS　ASCII　Master　1时，PQW94被指定为8个设备号的写命令（05、15）可控位（置1允许循环写、置0停止写）：

寄存器名	状态0	状态1
PIB94.0	设备1未超时	设备1超时错误
PIB94.1	设备2未超时	设备2超时错误
PIB94.2	设备3未超时	设备3超时错误
PIB94.3	设备4未超时	设备4超时错误
PIB94.4	设备5未超时	设备5超时错误
PIB94.5	设备6未超时	设备6超时错误
PIB94.6	设备7未超时	设备7超时错误
PIB94.7	设备8未超时	设备8超时错误
PQB94.0	设备1停止通讯	设备1允许通讯
PQB94.1	设备2停止通讯	设备2允许通讯
PQB94.2	设备3停止通讯	设备3允许通讯
PQB94.3	设备4停止通讯	设备4允许通讯
PQB94.4	设备5停止通讯	设备5允许通讯
PQB94.5	设备6停止通讯	设备6允许通讯
PQB94.6	设备7停止通讯	设备7允许通讯
PQB94.7	设备8停止通讯	设备8允许通讯

表3

其**后一个字节，例如本例中的PQB95被系统划分为通讯循环时间控制字节。

系统循环通讯时间 = (1+PQB95)× 100mS  （PQB=0—255）

如果仅是Master方式，PQW94被系统规化为等待从站应答时间，0-10对应50-550mS。

注意：PROFIBUS远程寄存器的地址排号必须与PROFIBUS的系统地址相配合设置：

如果PROFIBUS中其他设备中使用了PIWx和PQWx，则LC-MP-01的起始地址应加上系统寄存器地址号，即LC-MP-01应加上系统PIW或PQW的偏移量!

举例如下：

机架上设备地址已占用PIW0、PIW2、PQW0、PQW2、PQW4，则LC-MP-01所占用的首地址应分别从PIW2＋2＝PIW4开始，同理，PQW则从PQW4＋2＝PQW6开始!

模块作MODBUS从站设备可连接到MODBUS主站设备（例如DCS）:

适合将DCS系统、计算机组态软件、其他MODBUS主设备连接到PROFIBUS网络上。

通过用户参数设置LC-MP-01可作MODBUS从站，以连接到其他MODBUS主站上并作为一个从设备（RTU或ASCII从设备可选）。下载用户硬件配置后请对模块重新上电，此时LC-MP-01即工作于MODBUS从站方式。在此方式下，本模块支持3＃命令（读4xxxx保持寄存器）和16＃命令（写4xxxx命令），参见图20所示：

 

图20

数据交换说明：

每个LC-MP-01被化分为2个区段（用户参数仅需设置MODBUS从设备地址，其他不设置）：

l 40001～40047共计47个保持寄存器字数据区为MODBUS主设备可写区（16＃命令），它与PROFIBUS主站中的PIWx+0～PIWx+92远程输入字范围相对应。可将MODBUS主设备的数据传入PROFIBUS设备中。

l 40129～40176共计48个保持寄存器字数据区为MODBUS主设备可读区（3＃命令），它与PROFIBUS主站中的PQWx+0～PQWx+94远程输入字范围相对应。可将PROFIBUS主设备的数据传入MODBUS主设备中。

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

PQWx+0～PQWx+94被映射40129～40176中，即MODBUS主设备可读PQW输出值：

PROFIBUS网络中写入PQWx数据将被传输至LC-MP-01的PQW缓冲区内，当MODBUS主设备使用3＃命令读保持寄存器40129～40176时，LC-MP-01将返回PQWx+0～PQWx+94内部数据到MODBUS主设备上。

MODBUS主设备也可读40001～40047区段数据，它表示曾被MODBUS主设备写入40001～40047的值。如果使用3＃命令读其他区段数据，所返回的数据是随机而毫无意义!

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

PIWx+0～PIW+92被映射到40001～40047中，即MODBUS主设备可写数据到PIW值：

当MODBUS主设备向LC-MP-01发送16命令强置多个4xxxx保持寄存器数据命令后，该组数据将保存于LC-MP-01的PIW缓冲区，等待PROFIBUS主站取回数据到PIWx。即MODBUS主设备可传输数据到PROFIBUS网络的远程输入字PIW区！

上述PQWx、PIWx为同一PROFIBUS网络上系统已分配的寄存器地址，故LC-MP-01模块所使用的PQW、PIW必须加上该偏移量x。

注意：由于在PROFIBUS网络中规定了PIW为只读而PQW为只写。因此对应于LC-MP-01的MODBUS设备端，寄存器读写与PQW、PIW所关联在物理地址上是不同的地址，请不要混淆一体！如MODBUS主设备需要查询自己输出的控制数据是否被PROFIBUS正确接收，可以按如下方式处理：

MODBUS主设备写数据1234到LC-MP-01的MODBUS寄存器40007，则PROFIBUS端将PIW12传输到PQW12。则MODBUS主设备读40135寄存器时即为1234，这样数据完成了一个完整的传输循环过程，参见图21所示！

 

图21

故障诊断功能由于仅有读写两种命令，故MODBUS地址故障状态按表4所示：

寄存器名	状态0	状态1
PIB94.0～94.3	读数据未超时	读数据超时错误
PIB94.4～94.7	写数据未超时	写数据超时错误
PIB95.0 9～5.3	读数据正常通讯命令	读数据错误的通讯命令
PIB95.1 9～5.7	写数据正常通讯命令	写数据错误的通讯命令

表4

说明书：

软件：