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)據源位于可移平臺上的可編程序控制器、重型起重機以及轉車臺或其他旋轉式的儀器設備，這些設備處在不停的運動中或者經常移動、通訊距離不固定、硬件布線不方便或不可行；有些數(shù)據源則處于強輻射、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重要。工業(yè)水處理的規(guī)模相當大，一般都經過幾道工序，如果粗分可分為：預處理工序、水解酸化工序、SBR工序、接觸氧化工序、污泥脫水工序，細分又可分為：粗格柵及污水提升泵、細格柵、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，為了采集放置于污水中傳感器的模擬量數(shù)據，需要布置很長的數(shù)據線，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線所帶來的成本將占據很大一部分工程預算，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)無線串口通訊設備或Data-Linc Group無線串口通訊設備的結合使用，給大家提供了一種經濟便捷的解決方案。

　　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，需要將位于遠端子系統(tǒng)PLC的數(shù)據集中到主控制PLC上處理，由于兩個系統(tǒng)間的物理距離比較遠，以及下邊所帶設備比較分散，所以兩個PLC間通過Banner SureCross Data Radio無線串口通訊設備進行通訊。

　　3、系統(tǒng)構成及其流程介紹

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

　　(1)系統(tǒng)網絡構架：

　　該系統(tǒng)采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術，根據功能劃分以及工藝流程劃分，系統(tǒng)共設了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)無線串口通訊設備的連接

　?。?）現(xiàn)場實物圖：

　　（3）流程介紹：

　　當污水經過一道道的工序進入相應的處理池中時，由各種監(jiān)測儀表（包括溫度、壓力、液位、流量、pH值、電導率、懸浮固體等傳感器）將污水的相關值進行采集，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通訊轉為MODBUS通訊，所以需要將兩個PB-B-MODBUS總線橋分別設置為主站和從站模式。

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

　?。?)系統(tǒng)網絡構架：

　　下圖2為使用鼎實PB-B-MODBUS總線橋和Data-Linc Group無線串口通訊設備實現(xiàn)無線通訊的網絡架構圖。

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

　?。?）現(xiàn)場實物圖:

　　（3）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通訊轉為MODBUS信號通訊，需要將PB-B-MODBUS總線橋分別設置為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）計算機操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows XP ProfessiONal中文版操作系統(tǒng)。上位機監(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、電導率、溫度、壓力等模擬量和開關量的采集和處理，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，便于調度員及時掌握系統(tǒng)的運行情況。

　　3）硬件的組態(tài)軟件使用 STep7 V5.4 SP2完成。

　　5、結束語

　　據有關機構統(tǒng)計，使用無線傳感器和使用有線傳感器相比，在應用條件和輸出結果相同的情況下，總體的應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企業(yè)所接受。在保證工程質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)議的串口設備方便接入了PROFIBUS總線中，使得在PLC中對這些設備的各個參數(shù)實現(xiàn)準確快速的監(jiān)控和控制。