隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國(guó)將是全球煉油和石化產(chǎn)能增長(zhǎng)最快的地區(qū)之一，即將成為世界上最大的石化市場(chǎng)。目前，由于國(guó)內(nèi)石化行業(yè)難以滿足市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，主要矛盾由過去的總體數(shù)量不足轉(zhuǎn)變?yōu)榭傮w數(shù)量和質(zhì)量不足并存，隨著時(shí)間的推移，質(zhì)量不足的矛盾會(huì)逐漸上升為主要矛盾（北京的霧靄天氣可見端倪）, 因此結(jié)構(gòu)調(diào)整是當(dāng)前中國(guó)石化的重要任務(wù)。為此石化企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整必須加快技術(shù)改造步伐。乙烯項(xiàng)目的建設(shè)應(yīng)盡量順應(yīng)現(xiàn)有自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，使用主流的控制系統(tǒng)，從而能夠節(jié)省建設(shè)投資，縮短施工周期。
圖1 工廠外景 圖2 工廠外景
當(dāng)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(yīng)用。在化工行業(yè)中，溫度、壓力、流量、液位的檢測(cè)和控制占了絕大部分；此外，在塔、釜、罐等大型工藝設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中，少不了各種機(jī)電設(shè)備如風(fēng)機(jī)、泵類及各種閥門的開關(guān)量的檢測(cè)和控制。然而這些設(shè)備的通訊協(xié)議卻很可能會(huì)與DCS系統(tǒng)的協(xié)議有所不同，如何解決這個(gè)問題，我們就需要使用到“協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)”。
本文將介紹這種協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的實(shí)際應(yīng)用案例。
摘要
在東北某大乙烯項(xiàng)目中，主控網(wǎng)絡(luò)使用的是MODBUS協(xié)議，遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備使用的是PROFIBUS-DP協(xié)議，這時(shí)需要將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)傳輸?shù)街骺鼐W(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)兩種不同協(xié)議之間的通訊。此項(xiàng)目有中DCS系統(tǒng)需要對(duì)車間生產(chǎn)線上siemens G150變頻器以及siemens MM440變頻器進(jìn)行監(jiān)控。然而這些控制電機(jī)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(jìn)行轉(zhuǎn)換的模塊，鼎實(shí)的主站網(wǎng)關(guān)系列中的PBM-G-MBS就能起到這種作用。
北京鼎實(shí)創(chuàng)新科技有限公司由中國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS技術(shù)資格中心（CPCC）技術(shù)骨干為核心組成，是北京市科委認(rèn)定的高科技術(shù)企業(yè)，在中國(guó)自動(dòng)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(dòng)工程應(yīng)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(gòu)及其布局
鼎實(shí)PBM-G-MBS主站網(wǎng)關(guān)起到連接MODBUS和PROFIBUS協(xié)議的作用，在PROFIBUS側(cè)為主站，在MODBUS側(cè)為從站。某DCS控制系統(tǒng)是MODBUS側(cè)的主站。siemens 變頻器在PROFIBUS側(cè)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(shí)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(guān)PBM-G-MBS中，然后DCS系統(tǒng)通過MODBUS接口從主站網(wǎng)關(guān)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(guān)→PROFIBUS-DP向變頻器發(fā)出指令，從而控制變頻器的啟停和動(dòng)作。
3.主站網(wǎng)關(guān)的配置應(yīng)用
由于主站網(wǎng)關(guān)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(shí)的配置軟件PB-Confi能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的功能。具體的使用方法請(qǐng)參看鼎實(shí)公司網(wǎng)站資料下載區(qū)的“PBM-G-MBS產(chǎn)品手冊(cè)”由于主站網(wǎng)關(guān)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(shí)的配置軟件PB-Confi能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的功能。Modbus轉(zhuǎn)Profibus-DP網(wǎng)關(guān)PB-G-MBS在Modbus側(cè)做Modbus從站，在Profibus-DP側(cè)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(shí)主站網(wǎng)關(guān)PB-G_MBS網(wǎng)關(guān)配置軟件PB-Confi對(duì)PB-G-MBS進(jìn)行相關(guān)配置，將DCS的讀﹑寫指令及數(shù)據(jù)做相應(yīng)轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)的傳輸過程如下圖所示（以變頻器為例）
當(dāng)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(cè)，主站網(wǎng)關(guān)PBM-G-MBS周期性的從各個(gè)從站讀取，并將數(shù)據(jù)傳送到Modbus側(cè)的主站X電力的DCS系統(tǒng)，然后DCS系統(tǒng)控制PLC來對(duì)從站變頻器的啟停及動(dòng)作。整個(gè)過程只需要通過配置軟件PB-Confi配置好后，即可自動(dòng)運(yùn)行，不需要客戶額外的操作。
結(jié)束語
此案例，為我們提供了一種方案——如何解決不同網(wǎng)絡(luò)之間的通訊問題。在這里我們通過使用北京鼎實(shí)主站網(wǎng)關(guān)系列產(chǎn)品中的PBM-G-MBS網(wǎng)關(guān)，將profibus從站設(shè)備完美的接入了modbus網(wǎng)絡(luò)，減少了工程成本的同時(shí)，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(hù)。
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(shè)備能夠接入工業(yè)以太網(wǎng)MODBUS TCP中，鼎實(shí)主站網(wǎng)關(guān)系列中推出了新產(chǎn)品PBMG-ETH-2，它能夠?qū)⒋罅縫rofibus從站設(shè)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(shè)備接入DCS系統(tǒng)。
