圖1 工廠外景 圖2 工廠外景

當今世界石化工業(yè)發(fā)展趨向大型化、基地化和煉化一體化，產(chǎn)業(yè)集中度越來越高。DCS系統(tǒng)憑借其良好的性能在化工行業(yè)中獲得了廣泛的應用。在化工行業(yè)中，溫度、壓力、流量、液位的檢測和控制占了絕大部分；此外，在塔、釜、罐等大型工藝設備運轉中，少不了各種機電設備如風機、泵類及各種閥門的開關量的檢測和控制。然而這些設備的通訊協(xié)議卻很可能會與DCS系統(tǒng)的協(xié)議有所不同，如何解決這個問題，我們就需要使用到“協(xié)議轉換網(wǎng)關”。

本文將介紹這種協(xié)議轉換網(wǎng)關的實際應用案例。

摘要

在東北某大乙烯項目中，主控網(wǎng)絡使用的是MODBUS協(xié)議，遠程現(xiàn)場設備使用的是PROFIBUS-DP協(xié)議，這時需要將現(xiàn)場設備的信號傳輸?shù)街骺鼐W(wǎng)絡中進行監(jiān)控，實現(xiàn)兩種不同協(xié)議之間的通訊。此項目有中DCS系統(tǒng)需要對車間生產(chǎn)線上siemens G150變頻器以及siemens MM440變頻器進行監(jiān)控。然而這些控制電機的變頻器使用的是PROFIBUS-DP協(xié)議。這樣就需要用到一種從PROFIBUS到MODBUS協(xié)議進行轉換的模塊，鼎實的主站網(wǎng)關系列中的PBM-G-MBS就能起到這種作用。

北京鼎實創(chuàng)新科技有限公司由中國現(xiàn)場總線PROFIBUS技術資格中心（CPCC）技術骨干為核心組成，是北京市科委認定的高科技術企業(yè)，在中國自動化行業(yè)率先提出了“總線橋”概念，研發(fā)多種PROFIBUS總線橋產(chǎn)品，并積極推動工程應用，已經(jīng)贏得了大量客戶的信任。

解決方案

1.系統(tǒng)的架構及其布局

鼎實PBM-G-MBS主站網(wǎng)關起到連接MODBUS和PROFIBUS協(xié)議的作用，在PROFIBUS側為主站，在MODBUS側為從站。某DCS控制系統(tǒng)是MODBUS側的主站。siemens 變頻器在PROFIBUS側為從站。

圖4 變頻器 圖5 DCS系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中，某DCS系統(tǒng)需要監(jiān)控siemens的MM440以及G150變頻器。其控制系統(tǒng)的示意圖如下所示

圖6 系統(tǒng)的示意圖

2.系統(tǒng)實現(xiàn)功能

在此系統(tǒng)中，變頻器將其數(shù)據(jù)（電壓、功率、頻率等等）通過PROFIBUS-DP傳輸?shù)街髡揪W(wǎng)關PBM-G-MBS中，然后DCS系統(tǒng)通過MODBUS接口從主站網(wǎng)關處獲得變頻器的數(shù)據(jù)；同理DCS系統(tǒng)也要通過MODBUS接口→主站網(wǎng)關→PROFIBUS-DP向變頻器發(fā)出指令，從而控制變頻器的啟停和動作。

3.主站網(wǎng)關的配置應用

由于主站網(wǎng)關在這里做的是PROFIBUS的主站，要連接下面的PROFIBUS從站（siemens的MM440以及G150變頻器）的話，需要用到配置軟件來解析從站的GSD文件。鼎實的配置軟件PB-Confi能夠實現(xiàn)這樣的功能。具體的使用方法請參看鼎實公司網(wǎng)站資料下載區(qū)的“PBM-G-MBS產(chǎn)品手冊”由于主站網(wǎng)關在這里做的是PROFIBUS的主站，要連接下面的PROFIBUS從站的話，需要用到配置軟件來解析從站的GSD文件，鼎實的配置軟件PB-Confi能夠實現(xiàn)這樣的功能。Modbus轉Profibus-DP網(wǎng)關PB-G-MBS在Modbus側做Modbus從站，在Profibus-DP側做主站，建立Profibus-DP從站（西門子變頻器）和Modbus主站的通信。DCS通信部分采用Modbus通信模塊，并配套的Modbus通信軟件包，該通信模塊最大通信數(shù)據(jù)容量為4000字。通過北京鼎實主站網(wǎng)關PB-G_MBS網(wǎng)關配置軟件PB-Confi對PB-G-MBS進行相關配置，將DCS的讀﹑寫指令及數(shù)據(jù)做相應轉換存儲。數(shù)據(jù)的傳輸過程如下圖所示（以變頻器為例）

當配置好并下載成功后，系統(tǒng)就可以開始數(shù)據(jù)的傳輸了，在PROFIBUS側，主站網(wǎng)關PBM-G-MBS周期性的從各個從站讀取，并將數(shù)據(jù)傳送到Modbus側的主站X電力的DCS系統(tǒng)，然后DCS系統(tǒng)控制PLC來對從站變頻器的啟停及動作。整個過程只需要通過配置軟件PB-Confi配置好后，即可自動運行，不需要客戶額外的操作。

結束語

此案例，為我們提供了一種方案——如何解決不同網(wǎng)絡之間的通訊問題。在這里我們通過使用北京鼎實主站網(wǎng)關系列產(chǎn)品中的PBM-G-MBS網(wǎng)關，將profibus從站設備完美的接入了modbus網(wǎng)絡，減少了工程成本的同時，也極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，更易于系統(tǒng)的管理和維護。

此案例中，DCS系統(tǒng)雖然提供了modbus 485接口，但其使用的是工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議（如今很多DCS系統(tǒng)使用的是工業(yè)以太網(wǎng)MODBUS TCP協(xié)議）。為了使profibus從站設備能夠接入工業(yè)以太網(wǎng)MODBUS TCP中，鼎實主站網(wǎng)關系列中推出了新產(chǎn)品PBMG-ETH-2，它能夠將大量profibus從站設備連接到工業(yè)以太網(wǎng)MODBUS TCP之中，這將有利于更多profibus從站設備接入DCS系統(tǒng)。