PROFIBUS-MODBUS網橋在電力系統中的應用
PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現場總線標準。廣泛適用于制造業自動化、流程工業自動化和樓宇、交通、電力等其他領域自動化。PROFIBUS由三個兼容部分組成,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。其傳輸介質為雙絞屏蔽線,波特率從9600bps到12Mbps。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信號傳輸。Modbus目前是工業領域全球最流行的協議之一。此協議支持傳統的帶RS-232、RS-422、RS-485和以太網接口的設備。許多工業設備,包括PLC、DCS、智能儀表等都在使用Modbus協議作為它們之間的通訊標準。有了它,不同廠商生產的控制設備可以連成工業網絡,進行集中監控。
作者在設計某電力自動控制系統時,需要將許繼公司生產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,參與實際的連鎖控制。繼電保護裝置提供RS-485通訊接口,其通訊協議為ModbusRTU(RemoteTerminalUnit)協議。為了實現ModbusRTU協議到PROFIBUS協議的轉換,本設計將西門子PLCS7-400作PROFIBUS主站,利用北京鼎實公司生產的Profibus-Modbus網橋(以下簡稱PB-M網橋)和Modbus從站通訊,然后通過PLC中的工業以太網模塊、現場總線模塊連接到企業SCADA系統中,使二者得到完美的結合。

2繼電保護系統
本電力系統電站裝機容量為6MW。其主接線為一機一變兩回線,變壓器為電壓變比10/6.3kV的雙圈變壓器。電站10kV出線兩回至用戶站。
本繼電保護系統的主要監測對象包括:一臺發電機組、一臺主變壓器、兩回10kV出線、400V廠用變;保護對象包括電站的發電機、變壓器、10kV出線。該繼電保護系統提供一智能通訊服務器,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進行通訊。通訊的數據量包括遙信信息點(功能碼02,起始查詢地址0):YX1~YX36,祥見表1。遙測信息點(功能碼03,起始查詢地址0)YC1~YC18,祥見表2。

3通訊系統
3.1通訊系統的構成
在本自動控制系統中,將西門子S7-400PLC作PROFIBUS主站,ET200M和PB-M網橋作PROFIBUS從站。另一方面,在Modbus總線中將PB-M網橋作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的通訊速率進行通訊。具體的網絡結構如圖1所示:
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