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Modbus/PROFIBUS DP网关应用案例

--上海泗博自动化网关成功应用于污水处理行业

供稿:上海泗博自动化技术有限公司 2014/7/18 14:44:50

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Modbus/PROFIBUS DP网关应用案例

——上海泗博自动化网关成功应用于污水处理行业

摘要:随着乡镇企业的飞速发展和农村城镇建设的进一步加快,各种生活污水、工业废水的排放越来越多。大多数污水没有经过任何处理,就直接流入湖泊、水库、江河、池塘等养殖水域。它们影响养殖鱼类的生存、生长,影响水产品的产量、品质,还危及人们的身心健康。为此,对污水的净化处理就显得尤为重要。上海某化工公司采用西门子300系列PLC(PROFIBUS DP协议),通过泗博自动化技术有限公司提供的Modbus转PROFIBUS DP网关PM-160采集现场SWP系列流量积算仪表(Modbus ASCII协议)的数据,成功解决了污水净化处理系统中不同总线设备数据采集的问题。

关键词:Modbus转PROFIBUS RS485转PROFIBUS DP 污水处理 PM-160 西门子PLC 流量积算仪表

系统说明:

为满足污水处理厂的生产控制要求,实现相关的技术功能,结合以往工程技术经验和详尽的用户需求分析,做出了完整的、性价比高的监控通讯系统技术方案。

从控制结构角度,系统可分为两部分:

  • 中控室

  • 泵站和污水厂现场控制站

通讯简易框图:

 

如图1中所示,上海泗博自动化提供的Modbus转PROFIBUS DP网关PM-160在西门子300系列PLC端作为PROFIBUS DP从站,在连接流量积算仪表一端作为Modbus主站,采集Modbus从站流量积算仪表的数据并上传到PLC。

中控室的通信功能简述:

中控室是整个监控通讯系统的调度中心,由中央计算机系统、工业电视监控系统以及通讯系统组成。中控室设有四台计算机,一台为系统服务器,一台为工程师站,装有先进的组态软件以进行开发,一台为操作员站,可通过各种画面监视全厂工艺参数变化,设备运行情况、故障发生情况。两台计算机处于热备状态,另有一台为视频监控计算机,用于监视泵站和污水处理厂区内各监视点实时图像,并驱动模拟屏显示。

各泵站和污水厂的现场控制站通过RS485总线(Modbus RTU协议)向泗博公司网关PM-160(Modbus转PROFIBUS DP)传输实时数据,再由中控室西门子300 系列PLC直接采集PM-160的内存数据,以使现场控制站的各种数据在操作员计算机上显示,如各个工艺设备的运行状况和开、停、故障状态等。

流量积算仪表的通讯说明简述:

 

流量积算仪各项参数说明:

1、通讯串口:RS-485/RS-232/RS422等 
2、通讯波特率:300~9600bps
3、字节数据格式:一个起始位、八格数据位、一个停止位、无校验
4、通讯传输模式:Modbus ASCII

Modbus ACSII/PROFIBUS DP网关PM-160的参数简述:

网关PM-160实现了串口转PROFIBUS DP的数据通信。可连接多个具有Modbus RTU/ASCII(RS485/RS232/RS422)接口的设备到PROFIBUS DP,即将Modbus/非标串口网络设备转换为PROFIBUS DP网络设备。供电:24VDC(11V-30V)、80mA(24VDC);工作环境温度:-45℃~80℃,相对湿度5%~95%;外形尺寸:125mm(高)*40mm(宽)*110mm(深);安装:35mm导轨

网关PM-160通信接口参数:

    在PROFIBUS DP端     在Modbus端
1. 工作模式:作为PROFIBUS DP从站1. 应用层协议:Modbus RTU或者
    ASCII(RS232/RS485/RS422)
2. 接口类型:DB(9孔)
3. 波特率:自适应(Max≤12Mbps)2. 工作模式:Modbus主站、Modbus从
    站以及通用模式(非标协议)可选
4. 隔离设计:1KV光电隔离
5. Max Input Bytes=244Bytes3. 接口类型:RS485/422端为PIN5(5针
    端子),RS232端为PIN3(3针端子)
6. Max Output Bytes=244Bytes
7. Max Input   Output Bytes=488Bytes4. 波特率:300~115200bps
8. 站点地址:按钮式,选址0~99

PM-160在污水处理系统中的运用:

在污水处理的过程中,需要在中控室能够用西门子PLC实时的采集到现场各流量积算仪表的参数值,但是由于流量积算仪表支持Modbus ASCII协议,而西门子300系列PLC支持的是PROFIBUS DP协议,要实现两者之间的通信,就必然要用到协议转换模块,而泗博公司提供的网关PM-160就能够实现此功能。网关PM-160在Modbus侧跟流量积算仪表通讯,将流量计中的各种现场数据采集到网关PM-160内部缓存区;在PROFIBUS DP侧,西门子300系列PLC从网关PM-160的内部缓存区把这些数据读到PLC端,供工程师分析数据进而控制各现场设备的运转。

  • 下图是污水处理厂各监控网段使用的仪表列表,本次通讯在“进、出水管道”部分所采用的流量仪表即为SWP系列流量积算仪表。

     

  • 下图是流量积算仪表内部参数所对应的Modbus寄存器地址,本次通讯需要采集数据:流量系数1、流量系数2、流量系数3、流量系数4等参数。

     

  • 下图是使用网关PM-160的配套配置软件PMG-123的配置界面

     

在该配置界面,“子网”下可配置网关与流量积算仪连接的串口参数,包括串口通讯波特率、数据位、奇偶校验方式、停止位、通讯传输模式(RTU或者ASCII可选,在本应用案例中,应该配置为ASCII模式)、通讯接口等。配置这些参数时需根据流量积算仪实际设置的参数一致。

在“子网”下可添加节点(节点地址即为连接的积算仪的站地址)并配置相应的读写命令。如上图所示,子网下配置了5个节点,表示一台网关PM-160连接了5台流量积算仪。每个节点下配置了三条命令。配置命令参数应参照流量积算仪的参数Modbus地址对应表。上图中选中的命令表示“将流量积算仪Modbus寄存器地址为20开始的8个寄存器数据读取到PM-160并存储在PM-160内存输入缓冲区4H开始的连续16个字节位置”。

总结:

一台Modbus转PROFIBUS DP网关PM-160将5台SWP流量积算仪表(Modbus ASCII协议)跟西门子300PLC(PROFIBUS DP协议)成功建立通讯,在PLC程序中通过读写相应的I/O映射区数据以实现整个污水处理现场各管道流量的实时监控。运用网关PM-160转换模块,不仅配置简单,还可以同时实现多个Modbus设备跟上位机之间的通讯,解决了客户的成本问题,而且数据的传输速度之快也能够保证各项采集到的数据的实时性,更重要的是实现了数据的高精度采集,且可以长时间稳定运行。

相关产品:PM-160   PM-127  PM-125

更多内容请访问 上海泗博自动化技术有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=51874)

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