“一網(wǎng)搞定Modbus轉(zhuǎn)Profibus網(wǎng)關(guān)在高爐配料方案”

一、概述
河北某民營鋼廠，主要現(xiàn)有煉焦、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主要生產(chǎn)工序，并有開采煤礦、鐵礦和石灰石資源的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。該廠高爐上配料系統(tǒng)采用西門子S7300系列PLC，現(xiàn)場各種儀表和變頻器通過微硬創(chuàng)新MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)與西門子PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)對高爐上配料過程的檢測和控制。

二、解決方案
系統(tǒng)通訊選擇 PROFIBUS 現(xiàn)場總線，控制器采用西門子 300 系列 PLC 可編程序控制器對系統(tǒng)進(jìn)行集中控制管理。現(xiàn)場部分采用自動稱重給料機(jī)實現(xiàn)單倉物料的定量控制。在該項目中，現(xiàn)場所有的稱重儀表選用JX型稱重儀表，變頻器選用施耐德ATV71?。現(xiàn)場這些設(shè)備通訊都是MODBUS接口，無法直接與西門子315-2DP的主站直接通訊。采用北京微硬創(chuàng)新科技有限公司的MODBUS 轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)后，解決了通訊的問題。使現(xiàn)場各種串口設(shè)備可以順利的連接到 Profibus 現(xiàn)場總線與西門子300PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)簡圖如下圖 2-1 ：

圖 2-1

三、系統(tǒng)介紹
3.1微硬創(chuàng)新MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)
型號為PBMD485-K20的網(wǎng)關(guān)，能夠?qū)ODBUS接口的各種儀表和設(shè)備接入到PROFIBUS系統(tǒng)中，如：具有MODBUS協(xié)議接口的變頻器、電機(jī)啟動保護(hù)裝置、智能高低壓電器、電量測量裝置、各種變送器、智能現(xiàn)場測量設(shè)備及儀表等等。該產(chǎn)品在STEP7中配置，并且有專門的狀態(tài)字，監(jiān)控MODBUS從站，輕松知道現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)。
該產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下：
（1）支持MODBUS01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H號功能碼；
（2）PROFIBUS-DP協(xié)議，符合；JB/T10308.3-2001:測量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線第3部分：PROFIBUS規(guī)范；
（3）標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS-DP驅(qū)動接口,波特率自適應(yīng)，最大波特率12M；
（4）PROFIBUS側(cè)的輸入/輸出數(shù)量在以下三種范圍內(nèi)可以由用戶自由設(shè)定：
①InputBytes+OutputBytes≤232Bytes；
②MaxInputBytes≤224Bytes；
③MaxOutputBytes≤224Bytes。
（5）標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口，半雙工，波特率在2400、4800、9600、19.2K、38.4K、57.6K可選；校驗位(偶、奇、無)可選。
（7）RS485最大通信報文長度：發(fā)送230字節(jié)、接受230字節(jié)
（8）供電：24VDC(±5％)，160mA
（9）工作環(huán)境溫度:-20-55℃,濕度≤90%
（10）安裝：35mm導(dǎo)軌。
（11）防護(hù)等級：IP40。

3.2 JX重量顯示變送儀
JX重量顯示變送儀 （以下稱 JX電子秤）采用目前最新片上系統(tǒng)（ SOC ）及∑∕⊿信號提取技術(shù)打造的一款泛用型電子秤二次儀表。
JX電子秤二次儀表，性能極其穩(wěn)定，經(jīng)實測溫度漂移低于 10ppm ，線性度優(yōu)于 0.02% 。全數(shù)碼標(biāo)定功能無需計算標(biāo)定系數(shù)。電子秤二次儀表含有自動“ O ”點跟蹤的選擇功能，根據(jù)實際需要確定合適的跟蹤時間系數(shù)。該電子秤二次儀表還具備自動加料補(bǔ)償功能，即在加料控制中可以自動找準(zhǔn)提前量，因此特別適用于配料電子秤。
JX電子秤二次儀表可以作為 MODBUS 總線從站與符合 MODBUS 總線規(guī)約的系統(tǒng)連網(wǎng)。通過北京微硬創(chuàng)新的MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)接入到西門子S7300 PROFIBUS系統(tǒng)。 ( 波特率為 9600 、采數(shù)方式為應(yīng)答方式。主站要從站數(shù)據(jù)時發(fā)送：從站號 03 00 00 00 01 CRCL CRCH 。從站回：從站號 03 02 DA1 DA0 CRCL CRCH)
四、系統(tǒng)組態(tài)
應(yīng)用西門子STEP7進(jìn)行組態(tài)。MODBUS 轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)的GSD文件由北京微硬創(chuàng)新科技有限公司提供。在安裝和配置的過程中，需要注意以下幾點：
1. 硬件接線是否正確，PROFIBUS和MODBUS物理層都是485，正負(fù)不要接錯。注意把屏蔽層接好，無論是PROFIBUS還是MODBUS，雙絞線的屏蔽層接得好壞會直接影響系統(tǒng)抗電磁干擾的性能。
2. 上電過程中，盡量減少熱插拔的次數(shù)。
3. 加載GSD文件進(jìn)行配置，需要注意的設(shè)置的幾個點，PROFIBUS地址和波特率，MODBUS從站地址，MODBUS485通訊波特率及數(shù)據(jù)格式。

五、系統(tǒng)示意圖

六、使用效果
應(yīng)用北京微硬創(chuàng)新科技有限公司的MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)后，實現(xiàn)了MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS的功能，方便了現(xiàn)場各種MODBUS設(shè)備接入PROFIBUS。北京微硬創(chuàng)新科技有限公司對該鋼廠2#高爐上配料系統(tǒng)改造后，帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。不僅實現(xiàn)了配料系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、集中控制，達(dá)到精準(zhǔn)配料的要求，還大大提高皮帶管理水平，降低備件、維修、電能、皂土消耗等費用。高精度的原料配比、下料計量，平穩(wěn)的原料輸送和全系統(tǒng)的自動控制，該配料系統(tǒng)實行了改造投產(chǎn)至今將近3年時間，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)品可靠，得到了用戶的好評。

審核編輯 黃宇