基于PROFIBUS總線橋的無線解決方案

在現(xiàn)在的現(xiàn)場控制中，有時會遇到如下一些狀況，數(shù)據(jù)源位于可移平臺上的可編程序控制器、重型起重機(jī)以及轉(zhuǎn)車臺或其他旋轉(zhuǎn)式的儀器設(shè)備，這些設(shè)備處在不停的運(yùn)動中或者經(jīng)常移動、通訊距離不固定、硬件布線不方便或不可行；有些數(shù)據(jù)源則處于強(qiáng)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(qū)域，高無線電波干擾 (例如：鋼鐵業(yè)、制造業(yè))；有些則為了節(jié)省布線成本，等等諸如此類。當(dāng)我們遇到類似的情況時，選擇無線通訊方式是一種可行的方案。下面給出幾個無線通訊的案例。

　　1、 自控系統(tǒng)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(dāng)重要。工業(yè)水處理的規(guī)模相當(dāng)大，一般都經(jīng)過幾道工序，如果粗分可分為：預(yù)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(xì)分又可分為：粗格柵及污水提升泵、細(xì)格柵、曝氣沉砂池、生化池、集配水井、終沉池、濾池、消毒渠等。一個中型的水處理廠都要占地幾十畝到幾百畝的水池用地，在這么大的區(qū)域內(nèi)，為了采集放置于污水中傳感器的模擬量數(shù)據(jù)，需要布置很長的數(shù)據(jù)線，同時考慮到信號的穩(wěn)定，有時還需要采用屏蔽電纜線。開溝布線和采用高性能導(dǎo)線所帶來的成本將占據(jù)很大一部分工程預(yù)算，極大地制約了水處理廠的發(fā)展。鼎實PB-B-MODBUS總線橋與Banner工業(yè)無線串口通訊設(shè)備或Data-Linc Group無線串口通訊設(shè)備的結(jié)合使用，給大家提供了一種經(jīng)濟(jì)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(tǒng)中，由于功能上的劃分，需要將位于遠(yuǎn)端子系統(tǒng)PLC的數(shù)據(jù)集中到主控制PLC上處理，由于兩個系統(tǒng)間的物理距離比較遠(yuǎn)，以及下邊所帶設(shè)備比較分散，所以兩個PLC間通過Banner SureCross Data Radio無線串口通訊設(shè)備進(jìn)行通訊。

　　3、系統(tǒng)構(gòu)成及其流程介紹

　　3.1 鼎實PB-B-MODBUS總線橋與Banner工業(yè)無線串口通訊設(shè)備的連接

　　(1)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架：

　　該系統(tǒng)采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，根據(jù)功能劃分以及工藝流程劃分，系統(tǒng)共設(shè)了2個主站、若干子站、1個操作員站，另外是Banner SureCross Data Radio無線串口通訊設(shè)備以及鼎實PB-B-MODBUS總線橋。其自控系統(tǒng)見下圖1。

圖1 鼎實PB-B-MODBUS總線橋與Banner工業(yè)無線串口通訊設(shè)備的連接

　?。?）現(xiàn)場實物圖：

　?。?）流程介紹：

　　當(dāng)污水經(jīng)過一道道的工序進(jìn)入相應(yīng)的處理池中時，由各種監(jiān)測儀表（包括溫度、壓力、液位、流量、pH值、電導(dǎo)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(tǒng)PLC中，然后通過Banner SureCross Data Radio無線串口通訊設(shè)備傳回主控PLC中集中處理。

　?。?）實現(xiàn)方法：

　　這里是通過鼎實PB-B-MODBUS總線橋，把兩個PLC的PROFIBUS DP通訊轉(zhuǎn)為MODBUS通訊，所以需要將兩個PB-B-MODBUS總線橋分別設(shè)置為主站和從站模式。

　　3.2鼎實PB-B-MODBUS總線橋與Data-Linc Group無線串口通訊設(shè)備的連接

　?。?)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架：

　　下圖2為使用鼎實PB-B-MODBUS總線橋和Data-Linc Group無線串口通訊設(shè)備實現(xiàn)無線通訊的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。

圖2 鼎實PB-B-MODBUS總線橋與Data-Linc Group無線串口通訊設(shè)備的連接

　?。?）現(xiàn)場實物圖:

　?。?）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Data-Linc Group實現(xiàn)透明傳輸。

　?。?）實現(xiàn)方法：

　　通過鼎實PB-B-MODBUS總線橋，把PLC的PROFIBUS DP通訊轉(zhuǎn)為MODBUS信號通訊，需要將PB-B-MODBUS總線橋分別設(shè)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(tǒng)軟件

　　1）計算機(jī)操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows XP ProfessiONal中文版操作系統(tǒng)。上位機(jī)監(jiān)控軟件采用WinCC6.0組態(tài)軟件來實現(xiàn)。

　　2）組態(tài)軟件實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的液位、流量、pH值、電導(dǎo)率、溫度、壓力等模擬量和開關(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泵的起停狀態(tài)、頻率、壓力、料位等都實時顯示在工作站的主界面上，便于調(diào)度員及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

　　3）硬件的組態(tài)軟件使用 STep7 V5.4 SP2完成。

　　5、結(jié)束語

　　據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計，使用無線傳感器和使用有線傳感器相比，在應(yīng)用條件和輸出結(jié)果相同的情況下，總體的應(yīng)用成本后者將是前者的3倍。因為有線不可避免布線和開槽這些常規(guī)操作，而無線的傳感器將更為自由、方便地使用。相信，隨著應(yīng)用理念的提升，更具性價比和實用性的無線傳感器將會被越來越多的國內(nèi)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總線橋模塊，使現(xiàn)場帶有自由協(xié)議的串口設(shè)備方便接入了PROFIBUS總線中，使得在PLC中對這些設(shè)備的各個參數(shù)實現(xiàn)準(zhǔn)確快速的監(jiān)控和控制。