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基于鼎实PROFIBUS总线桥的无线解决方案

日期:2012年6月1日 17:04

摘要
在现在的现场控制中,有时会遇到如下一些状况,数据源位于可移平台上的可编程序控制器、重型起重机以及转车台或其他旋转式的仪器设备,这些设备处在不停的运动中或者经常移动、通讯距离不固定、硬件布线不方便或不可行;有些数据源则处于强辐射、高温、高腐蚀或比较危险等对人的身心健康有潜在威胁的区域,高无线电波干扰  (例如:钢铁业、制造业);有些则为了节省布线成本,等等诸如此类。当我们遇到类似的情况时,选择无线通讯方式是一种可行的方案。下面给出几个无线通讯的案例。

1.  自控系统的硬件选择
由于传感器在工业污水处理中举足轻重的作用,因此传感器的布局相当重要。工业水处理的规模相当大,一般都经过几道工序,如果粗分可分为:预处理工序、水解 酸化工序、SBR工序、接触氧化工序、污泥脱水工序,细分又可分为:粗格栅及污水提升泵、细格栅、曝气沉砂池、生化池、集配水井、终沉池、滤池、消毒渠 等。一个中型的水处理厂都要占地几十亩到几百亩的水池用地,在这么大的区域内,为了采集放置于污水中传感器的模拟量数据,需要布置很长的数据线,同时考虑到信号的稳定,有时还需要采用屏蔽电缆线。开沟布线和采用高性能导线所带来的成本将占据很大一部分工程预算,极大地制约了水处理厂的发展。鼎实PB-B-MODBUS总线桥与Banner工业无线串口通讯设备或Data-Linc Group无线串口通讯设备的结合使用,给大家提供了一种经济便捷的解决方案。

2.  总体控制要求及功能
在此污水处理系统中,由于功能上的划分,需要将位于远端子系统PLC的数据集中到主控制PLC上处理,由于两个系统间的物理距离比较远,以及下边所带设备比较分散,所以两个PLC间通过Banner SureCross Data Radio无线串口通讯设备进行通讯。

3.  系统构成及其流程介绍
3.1 鼎实PB-B-MODBUS总线桥与Banner工业无线串口通讯设备的连接
(1)系统网络构架:
该系统采用了PROFIBUS现场总线技术,根据功能划分以及工艺流程划分,系统共设了2个主站、若干子站、1个操作员站,另外是Banner SureCross Data Radio无线串口通讯设备以及鼎实PB-B-MODBUS总线桥。其自控系统见下图1。

 

 

  

 

(2)现场实物图:

 

 

 

 

(3)流程介绍:
当污水经过一道道的工序进入相应的处理池中时,由各种监测仪表(包括温度、压力、液位、流量、pH值、电导率、悬浮固体等传感器)将污水的相关值进行采集,传到子系统PLC中,然后通过Banner SureCross Data Radio无线串口通讯设备传回主控PLC中集中处理。
(4)实现方法:
这里是通过鼎实PB-B-MODBUS总线桥,把两个PLC的PROFIBUS DP通讯转为MODBUS通讯,所以需要将两个PB-B-MODBUS总线桥分别设置为主站和从站模式。
3.2鼎实PB-B-MODBUS总线桥与Data-Linc Group无线串口通讯设备的连接
(1)系统网络构架:
下图2为使用鼎实PB-B-MODBUS总线桥和Data-Linc Group无线串口通讯设备实现无线通讯的网络架构图。

 

 


 

 

图2 鼎实PB-B-MODBUS总线桥与Data-Linc Group无线串口通讯设备的连接





(2)现场实物图:



 

 




(3)流程介绍:
   左端PLC做为信号的发送端,右端PLC做为信号的接收端,通过Data-Linc Group实现透明传输。
(4)实现方法:
    通过鼎实PB-B-MODBUS总线桥,把PLC的PROFIBUS DP通讯转为MODBUS信号通讯,需要将PB-B-MODBUS总线桥分别设置为MODBUS主站模式,而PBM-G-MBS自身做为MODBUS从站,此外PBM-G-MBS做为DP主站与S7-200 PLC 通讯。

4.  系统软件
(1)计算机操作系统采用Microsoft Windows XP Professional中文版操作系统。上位机监控软件采用WinCC6.0组态软件来实现。
(2)组态软件实现了对整个系统的液位、流量、pH值、电导率、温度、压力等模拟量和开关量的采集和处理,并显示在工作站的HMI上;对加工处理中的一些重要的物理量如各个泵的起停状态、频率、压力、料位等都实时显示在工作站的主界面上,便于调度员及时掌握系统的运行情况。
(3)硬件的组态软件使用 Step7  V5.4 SP2完成。

5.  结束语
  据有关机构统计,使用无线传感器和使用有线传感器相比,在应用条件和输出结果相同的情况下,总体的应用成本后者将是前者的3倍。因为有线不可避免布线和开槽这些常规操作,而无线的传感器将更为自由、方便地使用。相信,随着应用理念的提升,更具性价比和实用性的无线传感器将会被越来越多的国内企业所接受。在保证工程质量的前提下大大降低了硬件成本。这里值得指出的是,由于使用PB-B-MODBUS总线桥模块,使现场带有自由协议的串口设备方便接入了PROFIBUS总线中,使得在PLC中对这些设备的各个参数实现准确快速的监控和控制。