摘要：本文介紹了如何利用赫優訊協議轉換網關PKV40-PB實現西門子DP從站ET200M與ModbusTCP客戶機的通訊。
關鍵詞:現場總線PROFIBUS-DPModbusTCPET200M赫優訊PKV網關嵌入式系統
Abstract:ThispaperintroduceshowtousetheProtocolconversiongatewayPKV40-PBtorealizethecommunicationbetweenSIEMENSPROFIBUSslaveET200MandModbusTCPClient.
Keywords:FieldBus,PROFIBUS-DP,ModbusTCP,ET200M,HilscherPKV40,EmbeddedSystem
一、赫優訊PKV40/50網關介紹
赫優訊（Hilscher）PKV40/50網關基于WinCE嵌入式操作系統，一個端口為現場總線主站，另一個端口為以太網端口，因此它支持現場總線主站和以太網協議的協議數據交換，通過簡單的配置軟件即可實現兩種不同協議之間的自動轉換。
PKV40系列產品可以進行的協議轉換包括：
1、PKV40-ASIM：ASI總線主站至以太網
2、PKV40-COM：CANopen總線主站至以太網
3、PKV40-DNM：DeviceNet總線主站至以太網
4、PKV40-IBM：InterBus總線主站至以太網
5、PKV40-MBP：ModbusPlus總線主站至以太網
6、PKV40-PB：Profibus總線主站至以太網
PKV50系列產品可以進行的協議轉換包括：
1、PKV50-COM：CANopen總線主站至以太網
2、PKV50-DNM：DeviceNet總線主站至以太網
3、PKV50-PB：Profibus總線主站至以太網
PKV40采用486/66MHzCPU，PKV50采用586/133MHzCPU，兩者都基于嵌入式操作系統WinCEV3.0；相比于PKV40來說，PKV50具有更大的內存空間，并且特別適合于軟PLC（SoftPLC）的開發。
二、PKV的軟硬件結構和應用特點
對于型號PKV40-PB來說，其內部嵌入了赫優訊的通訊模塊COM-PB，因此它是一個Profibus主站；同時嵌入式主板上提供了一個以太網通訊口，因此它也可以實現以太網通訊，所有通訊功能的實現由內部FLASH中的EXE程序來執行，下面是PKV的內部軟件結構圖和內部FLASH程序：
如上圖所示，COM通訊模塊實現Profibus主站功能，當使用SYCON配置軟件通過COMServer將從站配置信息下載到COM模塊后，COM即自主地與外部連接的DP從站實現通訊；同時，PKV內部FLASH集成的程序MbrTcp.exe實現了COM與外部ModbusTCP客戶機的數據交換，因此我們可以通過ModbusTCP客戶機來控制DP從站的IO；另外我們看到PKV內部集成了一個JavaSrv.exe，它是一個Java服務器，因此我們可以編寫集成JavaApplet的HTML網頁，然后傳送到PKV的FLASH中，然后我們就可以在遠程PC機上通過IE瀏覽器來讀寫PKV內部的DP從站數據。
另外，如果你希望將DP從站的IO邏輯控制直接編寫成EXE文件，即相當于軟PLC一樣在PKV中運行也是可以的。因為PKV基于開放的WinCE系統，所有的接口都是開放的，包括COM端的驅動都可以在隨機光盤中找到；當然，你需要采用嵌入式開發平臺來編譯你的EXE，如微軟公司的eMbeddedVisualC++。
三、應用PKV40-PB網關實現Profibus總線主站至ModbusTCP的通訊
在本案例中，我們采用西門子公司使用最廣泛的DP從站ET200M系列中的IM153-1（訂貨號6ES7153-1AA03-0XB0）作為PKV連接的從站，上位計算機采用ModbusTCP客戶機軟件來實現通訊。整個配置如下圖：
如上圖所示，PKV40-PB作為DP主站，地址為0；IM153-1作為DP從站，地址為4，同時擴展了一塊16DO的SM322模塊以方便觀察數據交換；PC機上運行ModbusTCP客戶機軟件，與作為ModbusTCP服務器的PKV通訊，PKV以太網端口IP為192.168.1.99。采用赫優訊SYCON軟件來完成PKV的通訊組態。
案例的目的是實現在PC機上通過FC15（寫多個Coil）功能來控制SM322模塊的輸出點。
完成本案例所需要的基本軟硬件配置：
1、赫優訊PKV40-PB一塊；
2、西門子IM153-1接口模塊一塊；西門子SM322-1BH01模塊一塊；
3、集成以太網卡和RS232串口的計算機一臺；
4、Profibus電纜和兩個網絡插頭；
5、以太網通訊線和交換機；
6、RS232通訊線一根（2/3交換，5接5），用于PKV的配置；
7、ModbusTCP客戶機軟件Commtest.exe，赫優訊SYCON軟件（BASIC版本即可），IM153-1的ProfibusGSD文件；
實現案例的基本步驟：
1、完成配置圖接線，設備上電；
2、運行SYCON軟件，配置網絡參數，下載到PKV中；
3、當PKV與IM153建立通訊后運行ModbusTCP客戶機軟件，控制SM322模塊的輸出點；
四、SYCON軟件中的參數組態
SYCON軟件是赫優訊公司組態所有網絡通訊產品的統一的平臺，SYCON的BASIC版本可以到我公司在中華工控網的空間下載：http://m.kblhh.cn/co/beichen-automation/download_view.asp?id=4975，注意這個版本只能組態一個主站和一個從站。
SYCON組態步驟：
1、打開SYCON軟件，新建PROFIBUS網絡，插入DP主站PKV40-PB，站點地址設為0；
2、選擇File菜單中的CopyGSD，選擇IM153-1的GSD文件：SIEM801D.GSD，添加到SYCON軟件庫中；
注：SIEM801D.GSD文件可以從西門子網站上下載到；
3、插入DP從站ET200M(IM153-1)至DP網絡，站點地址設為4；
4、鼠標雙擊IM153從站，在彈出的對話框中進行從站模塊配置；
5、保存參數配置，選中DP主站，選擇Online菜單的Download，將參數配置下載到PKV中；
6、設置PKV的IP地址參數；
下圖為ET200M從站的參數配置畫面：
請注意：Slot1-3為空槽模塊配置，從Slot4開始才是實際的IM153-1后面的模塊。
選擇Online菜單的StartDebugMode，然后選擇IM153-1從站，鼠標右鍵選擇DeviceDiagnostic進行從站診斷，下圖為IM153-1正常工作時的診斷畫面：
選擇Tools菜單->PKV40-PB->PKV40SerialConfiguration，在彈出的對話框中選擇相應的串口，然后點擊Connect按鈕連接到PKV，然后選擇Configuration菜單中的相關菜單設置PKV的IP地址和子網掩碼，如下圖所示：
五、ModbusTCP客戶機通訊
當SYCON正確的組態數據下載到PKV40-PB中后，PKV40-PB即與ET200M實現Profibus-DP通訊，IM153-1模塊上的BF（BusFault）燈應該自動熄滅，PKV上的RUN燈常亮，ERR燈熄滅。
在計算機上運行ModbusTCP客戶機軟件Commtest.exe，設置ModbusTCP服務器IP為192.168.1.99，連接后用FC15寫輸出，如下圖所示：
上圖將從1開始的8個Coil全部寫1，可以看到SM322模塊的Q0.0-Q0.7全部被置位。
六、結束語
赫優訊PKV網關集現場總線主站功能和以太網通訊于一身，并提供用戶簡便的應用配置軟件，對于那些單一品牌的控制系統方案，需要增加另一種現場總線從站控制但又無主站的情況下不妨可以考慮PKV的快速解決方案；另外，充分利用PKV的WinCE操作系統的功能和其現場總線側和以太網側完全開放的特點，我們可以開發一些特定的SoftPLC控制系統，喜歡做嵌入式應用程序的工程師不妨嘗試一下。本案例得到了德國赫優訊上海辦事處的支持，在此表示衷心感謝！
參考文獻
[1]PKV協議轉換網關應用和開發文檔（德國赫優訊自動化系統有限公司）
[2]ModbusTCP協議手冊
作者：
張 鵬 男 （1975--） 工程師 無錫市北辰自動化技術有限公司（赫優訊中國華東區分銷商）
王海波 男（1982--） 工程師 無錫市北辰自動化技術有限公司（赫優訊中國華東區分銷商）