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鼎實通訊模塊PB-B-MODBUS在西門子PCS7項目上的應用

  2018年04月13日  

  一、引言:

  隨著DCS系統的廣泛應用,各個生產廠家都要求能在DCS上顯示和監控第三方設備的運行狀態和參數,這也對DCS設計和組態人員提出了越來越高的要求。尤其是當前通訊協議種類依然較多,通訊接口和通訊格式以及通訊數據都不盡相同。如何選擇一種功能齊全、組態方便且質量可靠的通訊產品,也成為許多系統集成商的難題。

  在近幾年的SIEMENS和ABB得DCS項目中,都要求對第三方控制設備進行通訊,在項目的實施中,我們均使用了鼎實的通訊模塊。其模塊現場安裝方便、組態簡單易行,且功能強大又不失靈活,同時經過數年的運行,通訊穩定可靠。

  二、項目簡介:

  2009年初,我公司完成了土耳其KAPTAN鋼廠KDON(Ar)-3000/3000/80空分項目。DCS控制系統采用西門子PCS7系統,硬件采用冗余414CPU,有五個ET200M子站構成,共計I/O點數600點。儀控設計也對第三方通訊提出了很高的要求。在整個空分系統中,除空分本體外,共有三臺重要的單體動設備,分別是ATLAS COPCO空氣增壓機、英格索蘭的原料增壓機、以及沈陽鼓風機廠的循環增壓機,他們分別有獨立的控制單元控制,但同時要求能夠將其內部工藝參數在DCS上監控。通訊協議為MODBUS-RTU。

  在SIEMENS-PCS7系統中,工業層的通訊網絡是PROFIBUS-DP協議,必須要將PROFIBUS-DP協議轉換成MODBUS協議,同時在本項目中,由于需要同時通訊三臺設備,通訊工作量極大,通訊任務重,經過我們數年的通訊實踐,最終將網關設備定格在北京鼎實PB-P-MM模塊上。

  三、項目實施:

  3.1通訊網絡結構及協議定義:

  因為同時與三臺設備通訊,且各個設備的工程師分屬不同國家,且到達現場調試設備的時間又不一致,因此通過前期的技術交流定義了通訊協議格式,這樣不同的設備具備相同的協議格式和不同的地址,可以組態到一個鼎實模塊下。

  項目的DCS系統結構圖如下:

  附: KDON3000項目MODBUS protool 通訊協議:

  RTU mode of transmission

  RS485

  Number of start bits : 1

  Number of data bits : 8

  Number of stop bits : 1

  Baudrate : 9600

  Parity : none

  Error checking : CRC-16

  對三個設備的MODBUS slave adress從站地址定義如下:

  ATLAS COPCO空氣增壓機 : 3

  英格索蘭的原料增壓機 : 4

  沈鼓的循環增壓機 : 5

  3.2 通訊的物理連接:

  實物結構圖如下:

 

  S7-414H冗余CPU通過Y-LINK模塊連接在PB-P-MM的PROFIBUS-DP端,PB-P-MM模塊作為PROFIBUS-DP的從站,同時作為MODBUS的主站。從PB-P-MM模塊出來,首先接入沈鼓增壓機。其控制系統是GE的可編程控制器。隨后進入英格索蘭和ATLAS設備,他們的控制器都是廠家自己品牌的專用通訊模塊。

  3.3鼎實模塊PB-B-MODBUS的組態配置:

  在PCS7硬件組態中,對模塊配置如下

  可見,既有讀取內部寄存器,也有讀取輸入寄存器,數據所占大小也不盡相同,最終統計共占用地址為220字節。通過查閱鼎實模塊的技術手冊,最大通訊字節是224字節,幾乎可以說是將鼎實PB-P-MM模塊滿負荷運行。在這個項目的前期選型以及項目實施過程中,因為有如此多的通訊任務,如此多的通許字節,且工作在西門子S7-400H冗余CPU及PCS7的大環境下,筆者一直略有擔心。但最終的運行效果是非常好,完全達到理想的效果。

  3.4實施要點:

  軟件實現的前提是硬件的可靠。在工程安裝過程中,通訊電纜從DCS出來首先進入沈鼓設備約50米距離,再到英格索蘭設備約20米距離,再到ATLAS設備約30米距離。為保證通訊的可靠和盡量減少干擾,首先是確認了三臺設備和DCS系統處在一個接地網上,同時良好接地。這樣就保證了能夠屏蔽外來干擾。由于通訊電纜較長,分別在MODBUS通訊電纜的兩頭打上終端電阻,這樣最大程度就保證了通訊質量。其中鼎實PB-P-MM模塊自帶的終端電阻功能省下我們很多的工作量。在實際應用中,筆者注意觀察通訊狀態和通訊質量,未見到干擾等異常情況。

  3.5實現的效果:

  最終組態完成后的監控畫面分別如下:

 

 

  四:結束語

  自去年初項目完成至今,鼎實通訊模塊的工作狀況非常穩定,贏得了國際同行的廣泛贊譽。通過這個項目中鼎實模塊的應用,也進一步證明其功能強大和實用性,在工業通訊中有非常高的性價比。在鼎實品牌中還有許多其他的通訊模塊,在今后的工程應用中,也將能為我們提供更多更寬的解決思路。

標簽:鼎實 PB | B | MODBUS我要反饋
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