PROFIBUS主站轉(zhuǎn)MODBUS通訊管理機(jī)在山東巨能金玉米項(xiàng)目的應(yīng)用

山東巨能金玉米有限公司，以生產(chǎn)經(jīng)營玉米淀粉及變性淀粉、Ｌ－賴氨酸等玉米深加工產(chǎn)品為重點(diǎn)，年產(chǎn)玉米淀粉３０萬噸、Ｌ－賴氨酸３萬噸、變性淀粉３萬噸、有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥３萬噸、沖施肥3萬噸、硫酸銨3萬噸、賴氨酸母液8萬噸。

該項(xiàng)目選用霍尼韋爾最新研發(fā)的PlantCruise的DCS系統(tǒng)，變頻、軟起選用ABB品牌，電機(jī)保護(hù)選用納宇?；裟犴f爾的DCS系統(tǒng)采用的是MODBUS總線通訊，由于從站數(shù)量較多，（280個(gè)電機(jī)保護(hù)、60臺變頻、75個(gè)軟起動）如果都采用MODBUS通訊，這樣通訊效率會非常低，400多個(gè)從站輪詢一周預(yù)計(jì)要到30S以上了。因此方案采用PROFIBUS總線通訊，現(xiàn)場變頻、軟起、儀表都選用帶PROFIBUS-DP接口。但是霍尼韋爾的DCS系統(tǒng)目前不支持PROFIBUS主站功能，因此設(shè)計(jì)師應(yīng)用北京微硬創(chuàng)新科技有限公司的PROFIBUS主站通訊管理機(jī)PROFI-M10順利將PROFIBUS-DP從站設(shè)備接入DCS的MODBUS總線。

下面來看一下系統(tǒng)簡圖。下圖簡單清晰的描述出了整個(gè)系統(tǒng)的通訊聯(lián)接。每個(gè)PROFIBUS主站通訊管理機(jī)下掛有多個(gè)PROFIBUS-DP從站設(shè)備，包括變頻器、軟起、和馬達(dá)保護(hù)器。

經(jīng)過設(shè)計(jì)師的仔細(xì)研究，需要PROFIBUS主站通訊管理機(jī)PROFI-M10共計(jì)16臺，平均每臺接25個(gè)PROFIBUS-DP從站，經(jīng)過計(jì)算每個(gè)PROFIBUS主站通訊管理機(jī)輪詢25個(gè)PROFIBUS-DP從站的周期約為30ms。PROFIUS主站通訊管理機(jī)PROFI-M10在霍尼韋爾的系統(tǒng)下作為16個(gè)MODBUS從站，由DCS進(jìn)行輪詢數(shù)據(jù)交換。下面來分析一下DCS輪詢16臺PROFIUS主站通訊管理機(jī)PROFI-M10的周期需要多長時(shí)間。數(shù)據(jù)量最大的部分是電機(jī)保護(hù)器，每個(gè)電機(jī)保護(hù)器有30個(gè)字的數(shù)據(jù)需要傳送，現(xiàn)場每個(gè)PROFI-M10接28個(gè)電機(jī)保護(hù)，總共840個(gè)字，也就是說每個(gè)PROFI-M10與DCS交換的數(shù)據(jù)量是840個(gè)字，按照每條MODBUS報(bào)文傳110個(gè)字來算，每個(gè)PROFI-M10需要與DCS交換8次報(bào)文，每次時(shí)間為80ms，這樣算下來是640ms。10套PROFI-M10共計(jì)6.4s。剩下的6臺數(shù)據(jù)量很小，每臺PROFI-M10與DCS交換一條報(bào)文就足夠，輪詢剩下6臺PROFI-M10需要480ms。這樣DCS輪詢16臺PROFI-M10時(shí)間為7s以內(nèi)。如果每臺馬達(dá)保護(hù)器的數(shù)據(jù)量精簡為10個(gè)字，整個(gè)的輪詢時(shí)間能夠控制在2s以內(nèi)。

經(jīng)過上述分析，用DCS直接輪詢415個(gè)MODBUS從站的時(shí)間為30s以上，這個(gè)30s還是在MODBUS從站全部通訊正常的情況下才能達(dá)到的理想狀態(tài)，如此多的從站數(shù)量，通訊的質(zhì)量會大打折扣，一旦有任何一個(gè)MODBUS站點(diǎn)故障，那么整個(gè)輪詢時(shí)間會增加，一旦出現(xiàn)多臺MODBUS從站故障，這個(gè)得輪詢時(shí)間會到幾分鐘甚至更長。而用PROFIBUS通訊的方案輪詢415個(gè)從站的時(shí)間只需要7s，精簡數(shù)據(jù)量后甚至可以到2s以內(nèi)，即使某些DP從站故障，也不會影響整個(gè)的通訊質(zhì)量和速度。

接下來展示一下現(xiàn)場圖片給讀者。

一、霍尼韋爾最新研發(fā)的PlantCruise的DCS 8 I/O系統(tǒng)