基于鼎實(shí)PROFIBUS總線(xiàn)橋的無(wú)線(xiàn)解決方案
摘要
在現在的現場(chǎng)控制中,有時(shí)會(huì )遇到如下一些狀況,數據源位于可移平臺上的可編程序控制器、重型起重機以及轉車(chē)臺或其他旋轉式的儀器設備,這些設備處在不停的運動(dòng)中或者經(jīng)常移動(dòng)、通訊距離不固定、硬件布線(xiàn)不方便或不可行;有些數據源則處于強輻射、高溫、高腐蝕或比較危險等對人的身心健康有潛在威脅的區域,高無(wú)線(xiàn)電波干擾 (例如:鋼鐵業(yè)、制造業(yè));有些則為了節省布線(xiàn)成本,等等諸如此類(lèi)。當我們遇到類(lèi)似的情況時(shí),選擇無(wú)線(xiàn)通訊方式是一種可行的方案。下面給出幾個(gè)無(wú)線(xiàn)通訊的案例。
1. 自控系統的硬件選擇
由于傳感器在工業(yè)污水處理中舉足輕重的作用,因此傳感器的布局相當重要。工業(yè)水處理的規模相當大,一般都經(jīng)過(guò)幾道工序,如果粗分可分為:預處理工序、水解 酸化工序、SBR工序、接觸氧化工序、污泥脫水工序,細分又可分為:粗格柵及污水提升泵、細格柵、曝氣沉砂池、生化池、集配水井、終沉池、濾池、消毒渠 等。一個(gè)中型的水處理廠(chǎng)都要占地幾十畝到幾百畝的水池用地,在這么大的區域內,為了采集放置于污水中傳感器的模擬量數據,需要布置很長(cháng)的數據線(xiàn),同時(shí)考慮到信號的穩定,有時(shí)還需要采用屏蔽電纜線(xiàn)。開(kāi)溝布線(xiàn)和采用高性能導線(xiàn)所帶來(lái)的成本將占據很大一部分工程預算,極大地制約了水處理廠(chǎng)的發(fā)展。鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋與Banner工業(yè)無(wú)線(xiàn)串口通訊設備或Data-Linc Group無(wú)線(xiàn)串口通訊設備的結合使用,給大家提供了一種經(jīng)濟便捷的解決方案。
2. 總體控制要求及功能
在此污水處理系統中,由于功能上的劃分,需要將位于遠端子系統PLC的數據集中到主控制PLC上處理,由于兩個(gè)系統間的物理距離比較遠,以及下邊所帶設備比較分散,所以?xún)蓚€(gè)PLC間通過(guò)Banner SureCross Data Radio無(wú)線(xiàn)串口通訊設備進(jìn)行通訊。
3. 系統構成及其流程介紹
3.1 鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋與Banner工業(yè)無(wú)線(xiàn)串口通訊設備的連接
(1)系統網(wǎng)絡(luò )構架:
該系統采用了PROFIBUS現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù),根據功能劃分以及工藝流程劃分,系統共設了2個(gè)主站、若干子站、1個(gè)操作員站,另外是Banner SureCross Data Radio無(wú)線(xiàn)串口通訊設備以及鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋。其自控系統見(jiàn)下圖1。
(2)現場(chǎng)實(shí)物圖:
(3)流程介紹:
當污水經(jīng)過(guò)一道道的工序進(jìn)入相應的處理池中時(shí),由各種監測儀表(包括溫度、壓力、液位、流量、pH值、電導率、懸浮固體等傳感器)將污水的相關(guān)值進(jìn)行采集,傳到子系統PLC中,然后通過(guò)Banner SureCross Data Radio無(wú)線(xiàn)串口通訊設備傳回主控PLC中集中處理。
(4)實(shí)現方法:
這里是通過(guò)鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋,把兩個(gè)PLC的PROFIBUS DP通訊轉為MODBUS通訊,所以需要將兩個(gè)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋分別設置為主站和從站模式。
3.2鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋與Data-Linc Group無(wú)線(xiàn)串口通訊設備的連接
(1)系統網(wǎng)絡(luò )構架:
下圖2為使用鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋和Data-Linc Group無(wú)線(xiàn)串口通訊設備實(shí)現無(wú)線(xiàn)通訊的網(wǎng)絡(luò )架構圖。
圖2 鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋與Data-Linc Group無(wú)線(xiàn)串口通訊設備的連接
(2)現場(chǎng)實(shí)物圖:
(3)流程介紹:
左端PLC做為信號的發(fā)送端,右端PLC做為信號的接收端,通過(guò)Data-Linc Group實(shí)現透明傳輸。
(4)實(shí)現方法:
通過(guò)鼎實(shí)PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋,把PLC的PROFIBUS DP通訊轉為MODBUS信號通訊,需要將PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋分別設置為MODBUS主站模式,而PBM-G-MBS自身做為MODBUS從站,此外PBM-G-MBS做為DP主站與S7-200 PLC 通訊。
4. 系統軟件
(1)計算機操作系統采用Microsoft Windows XP Professional中文版操作系統。上位機監控軟件采用WinCC6.0組態(tài)軟件來(lái)實(shí)現。
(2)組態(tài)軟件實(shí)現了對整個(gè)系統的液位、流量、pH值、電導率、溫度、壓力等模擬量和開(kāi)關(guān)量的采集和處理,并顯示在工作站的HMI上;對加工處理中的一些重要的物理量如各個(gè)泵的起停狀態(tài)、頻率、壓力、料位等都實(shí)時(shí)顯示在工作站的主界面上,便于調度員及時(shí)掌握系統的運行情況。
(3)硬件的組態(tài)軟件使用 Step7 V5.4 SP2完成。
5. 結束語(yǔ)
據有關(guān)機構統計,使用無(wú)線(xiàn)傳感器和使用有線(xiàn)傳感器相比,在應用條件和輸出結果相同的情況下,總體的應用成本后者將是前者的3倍。因為有線(xiàn)不可避免布線(xiàn)和開(kāi)槽這些常規操作,而無(wú)線(xiàn)的傳感器將更為自由、方便地使用。相信,隨著(zhù)應用理念的提升,更具性?xún)r(jià)比和實(shí)用性的無(wú)線(xiàn)傳感器將會(huì )被越來(lái)越多的國內企業(yè)所接受。在保證工程質(zhì)量的前提下大大降低了硬件成本。這里值得指出的是,由于使用PB-B-MODBUS總線(xiàn)橋模塊,使現場(chǎng)帶有自由協(xié)議的串口設備方便接入了PROFIBUS總線(xiàn)中,使得在PLC中對這些設備的各個(gè)參數實(shí)現準確快速的監控和控制。