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點，LED顯示屏被廣泛應用在很多方面，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中使用到LED顯示屏，整個系統中控制臺使用的是西門子300PLC，客戶的需求是實現控制臺PLC與LED屏間的資料采用PROFIBUSDP通信協議傳輸，LED支持RS485串口通訊，控制臺PLC向顯示屏發送命令報文給顯示屏，在顯示屏上顯示控制臺發送的內容信息，以便提示現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協議，LED顯示屏支持串口協議，兩者之間協議不同，無法通訊進行數據交換，為實現兩者間的數據通訊，用戶最采用上海泗博自動化串口轉PROFIBUSDP網關PM-125來實現兩種協議的轉換。在整個系統中，網關PM-125實現LED顯示屏顯示西門子300PLC向LED發送的數據，提高了系統的自動化和智能化水平，同時網關PM-125優異的性能和穩定性得到用戶的好評。

二、系統構成

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行裝卸，由于現場環境比較復雜，需要系統中心統一調度。在總控室，利用西門子300PLC和PM-125網關，向LED顯示屏發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送的在LED上顯示的指令進行有方向性的裝卸貨物及提醒現場工作人員注意安全和發放通知，極大提高了港口和碼頭的工作效率，LED顯示屏通過和PM-125結合實現能夠作為PROFIBUSDP從站和西門子300PLC進行通訊，系統圖如下：

三、PM-125簡介

PM-125是一款實現串口與PROFIBUS DP之間通訊的智能型網關，可連接一個具有RS232/RS485/RS422接口的設備到PROFIBUSDP網絡，即將串口設備轉換為PROFIBUSDP網絡設備。

技術指標：，

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

[2]  PM-125適配器的串口側作為Modbus主站時：

Ø  通過PROFIBUS通信數據區和Modbus數據區的數據映射實現PROFIBUS和MODBUS的數據透明通信

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“字節交換”功能，便于用戶解決兩個網絡間數據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、分隔符控制方式，具有自動發送功能

[4]  PROFIBUS-DP/V0協議，符合JB/T 10308.3-2001：測量和控制數字數據通信工業控制系統用現場總線第3部分：PROFIBUS規范

[5] PROFIBUS-DP從站，波特率自適應，最大波特率12M

[6] PROFIBUS 輸入/輸出字節數可自由設定，最大PROFIBUS輸入/輸出字節數各168Bytes，總字節數最大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、標記、空格可選

[8] 供電：24VDC（11V-30V），80mA（24VDC）

[9] 工作環境溫度：-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導軌

[12] 防護等級：IP20

[13] 測試標準：已通過EMC測試

四、PM-125的參數配置

    根據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議，故在配置軟件PMA-123中串口端協議類型配置為通用模式，其它通訊參數和其通訊說明書中的參數配置一致，如下：

    配置完成后，通過miniUSB轉USB線將配置下載到網關中，下載完成后網關會自動切換到運行模式進行數據通訊。

五、在STEP7中進行組態設置

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

    在PM-125對應的槽位中分別插入2個“16 Words Input Consistent”和“16 Words Output Consistent”的數據塊后，系統會自動分配DP從站的輸入（I 地址）、輸出（Q 地址）起始地址，與網關的輸入輸出地址對應。在PLC程序中，OB1主程序通過“SFC15”訪問輸出（Q）數據塊的地址，通過“SFC14”訪問輸入（I）數據塊的地址，各插入2個帶Consistent的數據塊，就要各調用兩次“SFC14”和“SFC15”，讓DP輸出和輸入數據映射到DB塊中，實現打包發送數據和接收數據，組態如下圖示：

Ø  PM-125通用模式輸出數據格式

[事物號] [串口輸出數據長度n][串口輸出數據1]……[串口輸出數據n]

事物號：發送數據時，事物號須加一表示發送新的一幀數據。

Ø  PM-125通用模式輸輸入數據格式

[事物號] [串口輸入數據長度n][串口輸出數據1]……[串口輸出數據n]

事物號：接收數據時，事物號加一表示接收到一幀新的輸入數據。

Ø  PLC控制臺終端發送到 LED 屏的每幀資料格式

顯示內容如下：后退2200px  車牌 TP01234   集裝箱號碼 JZXHG050678 

ü  全屏進入，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，打包發送數據如下：

LED顯示屏接收到PLC控制臺發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

數據包舉例：

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，打包發送數據如下：

LED顯示屏接收到PLC控制臺發送的資料后顯示如下：

六．顯示屏原理框圖

七．結束語

在本控制系統中，上海泗博自動化網關PM-125作為LED顯示屏與西門子PLCS7-300之間的橋梁，能夠使兩種不同協議的現場總線設備實現數據通訊，使PLC控制臺向LED發送資料成為可能，在整個系統中，上海泗博自動化的網關PM-125表現了其穩定性、可靠的性能，為整個控制系統能良好運行提供了保障！