ProfiNet转Profibus DP主站网关技术详解

三格电子的Profinet 转 Profibus DP 主站网关，型号：SG-PN-Profibus (M)。是一款用于实现PROFINET 协议与Profibus DP 协议之间转换的工业级设备。它解决了现代工业自动化系统中新旧设备兼容和异构网络互联的难题。

一、核心功能与工作方式

这款网关的核心功能是桥接 PROFINET 和 Profibus DP 网络，实现双向数据透明传输。

网络角色与协议转换：

在PROFINET 侧，网关作为IO 从站（Device），连接到PROFINET主控制器（如西门子S7-1200/1500、S7-300PN/400PN系列PLC）。

在Profibus DP 侧，网关作为DP 主站（Master），可以连接和管理众多的Profibus DP从站设备（如编码器、流量计、传感器、显示屏、变频器等）。

通过数据映射的方式，实现PROFINET IO数据区与Profibus DP从站输入/输出数据之间的自动转换，无需用户编写复杂的底层协议代码。

典型应用场景：

西门子PLC（PROFINET主站）控制Profibus DP接口设备。

在工厂改造升级中，将现有的Profibus DP设备接入新的PROFINET网络，保护原有投资。

通过增加DP/PA 耦合器，还可以接入支持Profibus PA 协议的现场仪表，常用于过程控制领域。

二、技术规格详解

硬件参数

电源：直流9-36V（典型值 12V/70mA），支持双电源冗余供电，带过压、过流保护

工作温度：-30°C ~ +75°C

工作湿度：5% ~ 95% (无冷凝)

Profibus DP 接口 ：采用5.08 接线端子，内置 Profibus DP 终端电阻，无需外接DP插头，最多支持 125 个 DP 从站，最大波特率12 Mbps

PROFINET 接口：两个 RJ45 以太网接口，支持100BASE-TX，MDI/MDIX 自侦测，集成以太网交换机，方便将PN设备组成菊花链（链式拓扑）或环网

结构特性：尺寸紧凑，支持35mm 标准导轨安装，IP20 防护等级，适合控制柜内安装

软件与协议支持

PROFINET 侧：

符合PROFINET Conformance Class A and B，支持Real Time Class 1 (RT)实时通信。

支持LLDP(链路层发现协议) 和SNMP(简单网络管理协议)，便于网络管理和诊断。

2. Profibus DP 侧：

支持DP-V0 协议。

波特率支持9.6Kbps 至 12Mbps（自适应或可配置）。

数据映射能力：

最大映射数据量：输入 1024 字节；输出 1024 字节。

通信延时：小于 2ms，满足大多数工业应用的实时性要求。

三、硬件设计与接口说明

电源接口：支持压线端子和圆头电源接头两种连接方式，方便现场接线。支持双电源冗余输入（V1, V2），提高了供电可靠性。还提供了G（电源负）和PE（保护接地）端子，增强抗干扰能力。

2.指示灯：提供了多个LED指示灯用于状态监控：

PWR：电源指示灯，常亮表示电源正常。

SY1：系统指示灯，常亮表示系统正常启动。

PN：PROFINET 组态指示灯，常亮表示与PLC组态成功。

DP：正常工作时常亮或闪烁（闪烁频率与DP波特率有关）。

复位功能：设有恢复出厂设置按键。若配置错误导致网关异常，可通过此按键清除所有配置。

3. DP接口：采用5.08*3P 压线端子（定义如下表），默认使能120Ω终端电阻。因此，网关必须放置在Profibus DP总线的一端，不能安装在总线中间。

四、配置与应用

网关的配置通常涉及以下步骤：

1. PROFINET 侧组态：

在西门子 TIA Portal 等工程软件中，导入网关提供的GSDML 文件。

将网关添加为 PROFINET IO 设备（从站）。

根据Profibus DP网络的总数据量，在设备视图中为网关分配足够长度的输入/输出数据区（I/O字节）。

2. Profibus DP 侧组态：

使用三格电子提供的专用配置软件。

在软件中导入所有要连接的Profibus DP从站的GSD文件。

组态DP网络：添加从站、设置从站地址、配置各从站的输入输出模块（与实际从站设备匹配）。

建立数据映射关系：将PROFINET侧分配的I/O数据区与Profibus DP各从站的I/O数据一一对应起来。

将组态配置下载到网关中。

3. 网络连接与测试：

正确连接PROFINET和Profibus DP物理网络，注意DP总线的终端电阻设置（网关一端已内置终端电阻，总线另一端需设置终端电阻）。

上电后观察指示灯状态，在主站PLC中监控数据交换是否正常。

审核编辑 黄宇