一、摘要

由于LED显示屏具有亮度高，使用寿命长，光线穿透力强，强光下仍清晰可见的优点，LED显示屏被广泛应用在很多方面，如各种大型港口机械、工程机车、起重机械的行车控制提示显示屏，交通路况提示屏，小区信息通知显示屏等场合。

上海某公司在大型港口工程机车的行车控制提示系统中使用到LED显示屏，整个系统中控制台使用的是西门子300 PLC，客户的需求是实现控制台PLC与LED屏间的资料采用PROFIBUS DP通信协议传输，LED支持RS485串口通讯，控制台PLC向显示屏发送命令报文给显示屏，在显示屏上显示控制台发送的内容信息，以便提示现场工程机车的行车方向及提醒工作人员注意安全。由于西门子300 PLC支持PROFIBUS DP协议，LED显示屏支持串口协议，两者之间协议不同，无法通讯进行数据交换，为实现两者间的数据通讯，用户最采用上海泗博自动化串口转PROFIBUS DP网关PM-125来实现两种协议的转换。在整个系统中，网关PM-125实现LED显示屏显示西门子300PLC向LED发送的数据，提高了系统的自动化和智能化水平，同时网关PM-125优异的性能和稳定性得到用户的好评。

二、系统构成

在各种大型港口和码头中，工程机车和起重机需要对货物和集装箱进行装卸，由于现场环境比较复杂，需要系统中心统一调度。在总控室，利用西门子300PLC和PM-125网关，向LED显示屏发送指令并显示接收到的指令，LED显示屏放在港口和码头比较高的地方，工程机车和起重机按照总控室发送的在LED上显示的指令进行有方向性的装卸货物及提醒现场工作人员注意安全和发放通知，极大提高了港口和码头的工作效率，LED显示屏通过和PM-125结合实现能够作为PROFIBUS DP从站和西门子300 PLC进行通讯，系统图如下：

三、PM-125简介

PM-125是一款实现串口与PROFIBUS DP之间通讯的智能型网关，可连接一个具有RS232/RS485/RS422接口的设备到PROFIBUS DP网络，即将串口设备转换为PROFIBUS DP网络设备。

技术指标：，

[1]  PM-125适配器在PROFIBUS侧是一个PROFIBUS DP从站，在串口侧是MODBUS主站或通用模式，电气接口有RS232、RS485、RS422三种可选

[2]  PM-125适配器的串口侧作为Modbus主站时：

?  通过PROFIBUS通信数据区和Modbus数据区的数据映射实现PROFIBUS和MODBUS的数据透明通信

?  支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H号功能

?  最多可配置48条Modbus命令

?  Modbus功能码03H、04H支持“字节交换”功能，便于用户解决两个网络间数据的大端小端格式问题

[3]  PM-125适配器作为通用模式时，支持字符超时、字符个数、分隔符控制方式，具有自动发送功能

[4]  PROFIBUS-DP/V0协议，符合JB/T 10308.3-2001：测量和控制数字数据通信工业控制系统用现场总线第3部分：PROFIBUS规范

[5] PROFIBUS-DP从站，波特率自适应，最大波特率12M

[6] PROFIBUS 输入/输出字节数可自由设定，最大PROFIBUS输入/输出字节数各168Bytes，总字节数最大336 Bytes

[7] 通信方式为半双工，波特率有300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps可选；校验位有无校验、奇校验、偶校验、标记、空格可选

[8] 供电：24VDC（11V-30V），80mA（24V DC）

[9] 工作环境温度：-40℃ ~ 60℃, 相对湿度5% ~ 95%（无凝露）

[10] 外形尺寸：25mm（宽）×100mm（高）×90mm（深）

[11] 安装：35mm导轨

[12] 防护等级：IP20

[13] 测试标准：已通过EMC测试

四、PM-125的参数配置

    根据LED显示屏的通讯说明书，LED显示屏的通讯方式为自定义串口协议，故在配置软件PMA-123中串口端协议类型配置为通用模式，其它通讯参数和其通讯说明书中的参数配置一致，如下：

配置完成后，通过mini USB转USB线将配置下载到网关中，下载完成后网关会自动切换到运行模式进行数据通讯。

五、在STEP7中进行组态设置

首先将与所使用PM-125版本配套的GSD文件安装到Step7中，然后进行组态。新建的DP从站地址为23，将PM-125数码管显示的地址设置为23，如果地址正确，正常通讯时可以看到网关指示灯PBF红灯熄灭，STA绿灯闪烁。由于在使用过程中，LED的通讯方式为设备自定义协议，且PLC控制台需向LED发送多个字节长度的报文，故在STEP7编程时需采用打包方式发送与接收数据，即采用支持长度完整性（带“Consistent”）的数据块，这样有助于PLC发送和接收数据的实时性、完整性和准确性。

在PM-125对应的槽位中分别插入2个“16 Words Input Consistent”和“16 Words Output Consistent”的数据块后，系统会自动分配DP从站的输入（I 地址）、输出（Q 地址）起始地址，与网关的输入输出地址对应。在PLC程序中，OB1主程序通过“SFC15”访问输出（Q）数据块的地址，通过“SFC14”访问输入（I）数据块的地址，各插入2个带Consistent的数据块，就要各调用两次“SFC14”和“SFC15”，让DP输出和输入数据映射到DB块中，实现打包发送数据和接收数据，组态如下图示：

?  PM-125通用模式输出数据格式

[事物号] [串口输出数据长度n] [串口输出数据1]……[串口输出数据n]

事物号：发送数据时，事物号须加一表示发送新的一帧数据。

?  PM-125通用模式输输入数据格式

[事物号] [串口输入数据长度n] [串口输出数据1]……[串口输出数据n]

事物号：接收数据时，事物号加一表示接收到一帧新的输入数据。

?  PLC控制台终端发送到 LED 屏的每帧资料格式

显示内容如下：后退 88cm  车牌 TP01234   集装箱号码 JZXHG050678

ü  全屏进入，第一行闪烁

7E 2E 04 01 0A 08 00 00 20 20 20 20 20 38 38 3E 3E 3E CD CB B4 FD C3 FC 20 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块中，打包发送数据如下：

LED显示屏接收到PLC控制台发送的资料后显示如下：

ü  显示第一行和第二行

车牌 TP01234待命，后退 66cm 第一行闪烁

数据包举例：

7E 22 04 01 0A 08 00 00 20 20 20 20 20 36 36 3E 3E 3E CD CB B4 FD C3 FC 20 54 50 30 31 32 33 34 20 20 20 20 25

在PLC的DB块中，打包发送数据如下：

LED显示屏接收到PLC控制台发送的资料后显示如下：

六． 显示屏原理框图

七． 结束语

     在本控制系统中，上海泗博自动化网关PM-125作为LED显示屏与西门子PLC S7-300之间的桥梁，能够使两种不同协议的现场总线设备实现数据通讯，使PLC控制台向LED发送资料成为可能，在整个系统中，上海泗博自动化的网关PM-125表现了其稳定性、可靠的性能，为整个控制系统能良好运行提供了保障！