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2018OEM 机械设计技术研讨会 菲尼克斯电气Radioline无线系统
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鼎实通讯模块PB-B-MODBUS在西门子PCS7项目上的应用

2018年04月13日

  一、引言:

随着DCS系统的广泛应用,各个生产厂家都要求能在DCS上显示和监控第三方设备的运行状态和参数,这也对DCS设计和组态人员提出了越来越高的要求。尤其是当前通讯协议种类依然较多,通讯接口和通讯格式以及通讯数据都不尽相同。如何选择一种功能齐全、组态方便且质量可靠的通讯产品,也成为许多系统集成商的难题。

在近几年的SIEMENS和ABB得DCS项目中,都要求对第三方控制设备进行通讯,在项目的实施中,我们均使用了鼎实的通讯模块。其模块现场安装方便、组态简单易行,且功能强大又不失灵活,同时经过数年的运行,通讯稳定可靠。

  二、项目简介:

2009年初,我公司完成了土耳其KAPTAN钢厂KDON(Ar)-3000/3000/80空分项目。DCS控制系统采用西门子PCS7系统,硬件采用冗余414CPU,有五个ET200M子站构成,共计I/O点数600点。仪控设计也对第三方通讯提出了很高的要求。在整个空分系统中,除空分本体外,共有三台重要的单体动设备,分别是ATLAS COPCO空气增压机、英格索兰的原料增压机、以及沈阳鼓风机厂的循环增压机,他们分别有独立的控制单元控制,但同时要求能够将其内部工艺参数在DCS上监控。通讯协议为MODBUS-RTU。

在SIEMENS-PCS7系统中,工业层的通讯网络是PROFIBUS-DP协议,必须要将PROFIBUS-DP协议转换成MODBUS协议,同时在本项目中,由于需要同时通讯三台设备,通讯工作量极大,通讯任务重,经过我们数年的通讯实践,最终将网关设备定格在北京鼎实PB-P-MM模块上。

 三、项目实施:

3.1通讯网络结构及协议定义:

因为同时与三台设备通讯,且各个设备的工程师分属不同国家,且到达现场调试设备的时间又不一致,因此通过前期的技术交流定义了通讯协议格式,这样不同的设备具备相同的协议格式和不同的地址,可以组态到一个鼎实模块下。

项目的DCS系统结构图如下:

附: KDON3000项目MODBUS protool 通讯协议:

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

对三个设备的MODBUS slave adress从站地址定义如下:

ATLAS COPCO空气增压机 : 3

英格索兰的原料增压机 : 4

沈鼓的循环增压机 : 5

 3.2 通讯的物理连接:

实物结构图如下:

S7-414H冗余CPU通过Y-LINK模块连接在PB-P-MM的PROFIBUS-DP端,PB-P-MM模块作为PROFIBUS-DP的从站,同时作为MODBUS的主站。从PB-P-MM模块出来,首先接入沈鼓增压机。其控制系统是GE的可编程控制器。随后进入英格索兰和ATLAS设备,他们的控制器都是厂家自己品牌的专用通讯模块。

3.3鼎实模块PB-B-MODBUS的组态配置:

在PCS7硬件组态中,对模块配置如下

可见,既有读取内部寄存器,也有读取输入寄存器,数据所占大小也不尽相同,最终统计共占用地址为220字节。通过查阅鼎实模块的技术手册,最大通讯字节是224字节,几乎可以说是将鼎实PB-P-MM模块满负荷运行。在这个项目的前期选型以及项目实施过程中,因为有如此多的通讯任务,如此多的通许字节,且工作在西门子S7-400H冗余CPU及PCS7的大环境下,笔者一直略有担心。但最终的运行效果是非常好,完全达到理想的效果。

  3.4实施要点:

软件实现的前提是硬件的可靠。在工程安装过程中,通讯电缆从DCS出来首先进入沈鼓设备约50米距离,再到英格索兰设备约20米距离,再到ATLAS设备约30米距离。为保证通讯的可靠和尽量减少干扰,首先是确认了三台设备和DCS系统处在一个接地网上,同时良好接地。这样就保证了能够屏蔽外来干扰。由于通讯电缆较长,分别在MODBUS通讯电缆的两头打上终端电阻,这样最大程度就保证了通讯质量。其中鼎实PB-P-MM模块自带的终端电阻功能省下我们很多的工作量。在实际应用中,笔者注意观察通讯状态和通讯质量,未见到干扰等异常情况。

  3.5实现的效果:

最终组态完成后的监控画面分别如下:

四:结束语

自去年初项目完成至今,鼎实通讯模块的工作状况非常稳定,赢得了国际同行的广泛赞誉。通过这个项目中鼎实模块的应用,也进一步证明其功能强大和实用性,在工业通讯中有非常高的性价比。在鼎实品牌中还有许多其他的通讯模块,在今后的工程应用中,也将能为我们提供更多更宽的解决思路。

标签:鼎实 PB | B | MODBUS 我要反馈
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