PB-B-MODBUS在西门子PCS7项目上的应用

随着DCS系统的广泛应用，各个生产厂家都要求能在DCS上显示和监控第三方设备的运行状态和参数，这也对DCS设计和组态人员提出了越来越高的要求。尤其是当前通讯协议种类依然较多，通讯接口和通讯格式以及通讯数据都不尽相同。如何选择一种功能齐全、组态方便且质量可靠的通讯产品，也成为许多系统集成商的难题。

在近几年的SIEMENS和ABB得DCS项目中，都要求对第三方控制设备进行通讯，在项目的实施中，我们均使用了鼎实的通讯模块。其模块现场安装方便、组态简单易行，且功能强大又不失灵活，同时经过数年的运行，通讯稳定可靠。

二、项目简介：

2009年初，我公司完成了土耳其KAPTAN钢厂KDON(Ar)-3000/3000/80空分项目。DCS控制系统采用西门子PCS7系统，硬件采用冗余414CPU，有五个ET200M子站构成，共计I/O点数600点。仪控设计也对第三方通讯提出了很高的要求。在整个空分系统中，除空分本体外，共有三台重要的单体动设备，分别是ATLAS COPCO空气增压机、英格索兰的原料增压机、以及沈阳鼓风机厂的循环增压机,他们分别有独立的控制单元控制，但同时要求能够将其内部工艺参数在DCS上监控。通讯协议为MODBUS-RTU。

在SIEMENS-PCS7系统中，工业层的通讯网络是PROFIBUS-DP协议，必须要将PROFIBUS-DP协议转换成MODBUS协议，同时在本项目中，由于需要同时通讯三台设备，通讯工作量极大，通讯任务重，经过我们数年的通讯实践，最终将网关设备定格在北京鼎实PB-P-MM模块上。

三、项目实施：

3.1通讯网络结构及协议定义：

因为同时与三台设备通讯，且各个设备的工程师分属不同国家，且到达现场调试设备的时间又不一致，因此通过前期的技术交流定义了通讯协议格式，这样不同的设备具备相同的协议格式和不同的地址，可以组态到一个鼎实模块下。

项目的DCS系统结构图如下：

附： KDON3000项目MODBUS protool 通讯协议：

RTU mode of transmission

RS485

Number of start bits : 1

Number of data bits : 8

Number of stop bits : 1

Baudrate : 9600

Parity : none

Error checking : CRC-16

对三个设备的MODBUS slave adress从站地址定义如下：

ATLAS COPCO空气增压机 ： 3

英格索兰的原料增压机 ： 4

沈鼓的循环增压机 ： 5

3.2 通讯的物理连接：

实物结构图如下：

S7-414H冗余CPU通过Y-LINK模块连接在PB-P-MM的PROFIBUS-DP端，PB-P-MM模块作为PROFIBUS-DP的从站，同时作为MODBUS的主站。从PB-P-MM模块出来，首先接入沈鼓增压机。其控制系统是GE的可编程控制器。随后进入英格索兰和ATLAS设备，他们的控制器都是厂家自己品牌的专用通讯模块。

3.3鼎实模块PB-B-MODBUS的组态配置：

在PCS7硬件组态中，对模块配置如下

可见，既有读取内部寄存器，也有读取输入寄存器，数据所占大小也不尽相同，最终统计共占用地址为220字节。通过查阅鼎实模块的技术手册，最大通讯字节是224字节，几乎可以说是将鼎实PB-P-MM模块满负荷运行。在这个项目的前期选型以及项目实施过程中，因为有如此多的通讯任务，如此多的通许字节，且工作在西门子S7-400H冗余CPU及PCS7的大环境下，笔者一直略有担心。但最终的运行效果是非常好，完全达到理想的效果。

3.4实施要点：

软件实现的前提是硬件的可靠。在工程安装过程中，通讯电缆从DCS出来首先进入沈鼓设备约50米距离，再到英格索兰设备约20米距离，再到ATLAS设备约30米距离。为保证通讯的可靠和尽量减少干扰，首先是确认了三台设备和DCS系统处在一个接地网上，同时良好接地。这样就保证了能够屏蔽外来干扰。由于通讯电缆较长，分别在MODBUS通讯电缆的两头打上终端电阻，这样最大程度就保证了通讯质量。其中鼎实PB-P-MM模块自带的终端电阻功能省下我们很多的工作量。在实际应用中，笔者注意观察通讯状态和通讯质量，未见到干扰等异常情况。

3.5实现的效果：

最终组态完成后的监控画面分别如下：

四：结束语

自去年初项目完成至今，鼎实通讯模块的工作状况非常稳定，赢得了国际同行的广泛赞誉。通过这个项目中鼎实模块的应用，也进一步证明其功能强大和实用性，在工业通讯中有非常高的性价比。在鼎实品牌中还有许多其他的通讯模块，在今后的工程应用中，也将能为我们提供更多更宽的解决思路。