PROFIBUS-MODBUS網(wǎng)橋在電力系統中的應用

PROFIBUS是一種國際化、開(kāi)放式、不依賴(lài)于設備生產(chǎn)商的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化、流程工業(yè)自動(dòng)化和樓宇、交通、電力等其他領(lǐng)域自動(dòng)化。PROFIBUS由三個(gè)兼容部分組成，即PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）、PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）、PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）。其中PROFIBUS-DP是一種高速低成本用于設備級控制系統與分散式I/O通信的一種總線(xiàn)。其傳輸介質(zhì)為雙絞屏蔽線(xiàn)，波特率從9600bps到12Mbps。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信號傳輸。Modbus目前是工業(yè)領(lǐng)域全球最流行的協(xié)議之一。此協(xié)議支持傳統的帶RS-232、RS-422、RS-485和以太網(wǎng)接口的設備。許多工業(yè)設備，包括PLC、DCS、智能儀表等都在使用Modbus協(xié)議作為它們之間的通訊標準。有了它，不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò )，進(jìn)行集中監控。

作者在設計某電力自動(dòng)控制系統時(shí)，需要將許繼公司生產(chǎn)的繼電保護裝置的參數讀取到Siemens公司的S7-400PLC中，并集成到SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）監控系統中，參與實(shí)際的連鎖控制。繼電保護裝置提供RS-485通訊接口，其通訊協(xié)議為ModbusRTU（RemoteTerminalUnit）協(xié)議。為了實(shí)現ModbusRTU協(xié)議到PROFIBUS協(xié)議的轉換，本設計將西門(mén)子PLCS7-400作PROFIBUS主站，利用北京鼎實(shí)公司生產(chǎn)的Profibus-Modbus網(wǎng)橋（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PB-M網(wǎng)橋）和Modbus從站通訊，然后通過(guò)PLC中的工業(yè)以太網(wǎng)模塊、現場(chǎng)總線(xiàn)模塊連接到企業(yè)SCADA系統中，使二者得到完美的結合。

表1遙信信息點(diǎn)通訊的數據

2繼電保護系統

本電力系統電站裝機容量為6MW。其主接線(xiàn)為一機一變兩回線(xiàn)，變壓器為電壓變比10/6.3kV的雙圈變壓器。電站10kV出線(xiàn)兩回至用戶(hù)站。

本繼電保護系統的主要監測對象包括:一臺發(fā)電機組、一臺主變壓器、兩回10kV出線(xiàn)、400V廠(chǎng)用變;保護對象包括電站的發(fā)電機、變壓器、10kV出線(xiàn)。該繼電保護系統提供一智能通訊服務(wù)器，其功能是將許繼設備的通訊規約轉換為MODBUS規約，預留RS-485通訊接口與CP340進(jìn)行通訊。通訊的數據量包括遙信信息點(diǎn)（功能碼02，起始查詢(xún)地址0）:YX1～YX36，祥見(jiàn)表1。遙測信息點(diǎn)（功能碼03，起始查詢(xún)地址0）YC1～YC18，祥見(jiàn)表2。

表2遙測信息點(diǎn)通訊的數據

3通訊系統

3.1通訊系統的構成

在本自動(dòng)控制系統中，將西門(mén)子S7-400PLC作PROFIBUS主站，ET200M和PB-M網(wǎng)橋作PROFIBUS從站。另一方面，在Modbus總線(xiàn)中將PB-M網(wǎng)橋作Modbus主站，繼電保護裝置和直流屏設備作為Modbus的從站，雙方以9600bps的通訊速率進(jìn)行通訊。具體的網(wǎng)絡(luò )結構如圖1所示: