鼎實PROFIBUS遠(yuǎn)程IO和PB-B-MODBUS總線橋的應(yīng)用

分類：解決方案日期：2010-07-16 09:13:32

摘要

為了更好的提高用戶能源設(shè)備的工作效率和管理水平,相應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，鼎實公司針對這一需求，推出了PROFIBUS-DP控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)用PROFIBUS現(xiàn)場總線控制技術(shù)，使開利的HVAC設(shè)備、非開利的機(jī)電設(shè)備協(xié)調(diào)工作，提高了整個空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的使用性能及能源利用率，同時也大大提高了整個空調(diào)系統(tǒng)的管理水平。正是基于這樣的需求，采用了鼎實公司的DS300B系列PROFIBUS分布式IO和PB-B-MODBUS總線橋。

1、 自控系統(tǒng)的硬件選擇

考慮到整個空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用場合以及控制信號的分布情況，所以考慮使用PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)。另外，需要對開利空調(diào)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)等監(jiān)控和控制信號集中到PLC中處理，在以前，這樣的需求是很難實現(xiàn)或者無法實現(xiàn)的。基于此采用了鼎實公司的PB-B-MODBUS總線橋。該總線橋可以把空調(diào)機(jī)組中的串口信號轉(zhuǎn)到PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
2、總體控制要求及功能

皇明樓宇中央空調(diào)控制系統(tǒng)的要求是要結(jié)合其自身太陽能產(chǎn)品，對整個樓宇的溫濕度進(jìn)行有效控制，同時達(dá)到節(jié)能的目的。同時還要求對整個空調(diào)機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控和控制。說明如下：
　　（1）控制操作：
　　在中心控制室能對被控設(shè)備進(jìn)行在線實時控制，如啟停某一設(shè)備，調(diào)節(jié)某些模擬輸出量的大小，在線設(shè)置PLC的某些參數(shù)等。
　　（2）顯示功能：
　　用圖形實時地顯示各現(xiàn)場被控設(shè)備的運(yùn)行工況，以及各現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。
　　（3）數(shù)據(jù)管理：
　　依據(jù)不同運(yùn)行參數(shù)的變化快慢和重要程度，建立生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫，存儲生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用。利用實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析，得出一些有用的經(jīng)驗參數(shù)，為設(shè)備的檢修、故障等提供依據(jù)，并把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實時畫面和報表中去。
（4）報警功能：
　　當(dāng)某一模擬量（如壓力、溫度等）測量值超過給定范圍或某一開關(guān)量（如電機(jī)啟停、閥門開關(guān)以及故障）發(fā)生變化時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。
（5）打印功能：
　　可以實現(xiàn)報表和圖形打印以及各種事件和報警實時打印。
3、系統(tǒng)構(gòu)成及其流程介紹

(1)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架：

該系統(tǒng)采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，根據(jù)樓層以及工藝流程劃分，系統(tǒng)共設(shè)了1個主站、15個子站、1個操作員站。主站采用CPU315-2DP，子站采用北京鼎實公司DS300B系列分布式IO遠(yuǎn)程模塊和PB-B-MODBUS總線橋，用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制.其自控系統(tǒng)見下圖：

（2）流程介紹：
根據(jù)本案例工藝流程和總平面布置，結(jié)合設(shè)備的位置和供配電范圍，按照控制對象的區(qū)域、設(shè)備數(shù)量，以就近采集和單元控制為劃分區(qū)域的原則，在地下一樓設(shè)立中控室。

a、空調(diào)機(jī)組的工作流程：如下圖所示

此空調(diào)控制系統(tǒng)的特點在于：引入了能源利用的優(yōu)先級。

夏季工況能源利用優(yōu)先級：太陽能→滯水層→電→天燃?xì)?/SPAN>

冬季工況能源利用優(yōu)先級：太陽能→滯水層→市政蒸汽→天燃?xì)?BR>

b、冷水機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控和控制：如下圖所示

運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控和控制主要通過PB-B-MODBUS總線橋?qū)崿F(xiàn)。

4、系統(tǒng)軟件

1)計算機(jī)操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。上位機(jī)監(jiān)控軟件采用MCGS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)的起停狀態(tài)、溫濕度、壓力等模擬量和開關(guān)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(diào)度員及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
　　3）硬件的組態(tài)軟件使用 Step7 V5.4 SP2完成。

5、結(jié)束語
　　通過此方案，基本達(dá)到了預(yù)定的目標(biāo)，實現(xiàn)了能源的有效利用和節(jié)約。其中應(yīng)用北京鼎實公司DS300B系列分布式IO方案，使得工程成本大大降低，而且通過該系列IO特有的通信控制器 CC-PB-1.1 與擴(kuò)展 IO模塊，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速、冗余通訊，而且其自身帶有的診斷功能，使 PLC 主站實時監(jiān)測每個 I/O 模塊的工作狀態(tài)及故障狀態(tài)，保證了整個系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。在保證工程質(zhì)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總線橋模塊把冷水機(jī)組的通訊參數(shù)引入PLC主站系統(tǒng)，使得我們可以在總線系統(tǒng)中，方便地利用冷水機(jī)組的各個參數(shù)實現(xiàn)準(zhǔn)確快速的監(jiān)控和控制。最后由于軟硬件均采用模塊化結(jié)構(gòu)，方便了工程技術(shù)人員的安裝、調(diào)試和維修。