PROFIBUS主站转MODBUS通讯管理机在山东巨能金玉米项目的应用

山东巨能金玉米有限公司，以生产经营玉米淀粉及变性淀粉、Ｌ－赖氨酸等玉米深加工产品为重点，年产玉米淀粉３０万吨、Ｌ－赖氨酸３万吨、变性淀粉３万吨、有机无机复混肥３万吨、冲施肥3万吨、硫酸铵3万吨、赖氨酸母液8万吨。

该项目选用霍尼韦尔最新研发的PlantCruise的DCS系统，变频、软起选用ABB品牌，电机保护选用纳宇。霍尼韦尔的DCS系统采用的是MODBUS总线通讯，由于从站数量较多，（280个电机保护、60台变频、75个软起动）如果都采用MODBUS通讯，这样通讯效率会非常低，400多个从站轮询一周预计要到30S以上了。因此方案采用PROFIBUS总线通讯，现场变频、软起、仪表都选用带PROFIBUS-DP接口。但是霍尼韦尔的DCS系统目前不支持PROFIBUS主站功能，因此设计师应用北京微硬创新科技有限公司的PROFIBUS主站通讯管理机PROFI-M10顺利将PROFIBUS-DP从站设备接入DCS的MODBUS总线。

下面来看一下系统简图。下图简单清晰的描述出了整个系统的通讯联接。每个PROFIBUS主站通讯管理机下挂有多个PROFIBUS-DP从站设备，包括变频器、软起、和马达保护器。

经过设计师的仔细研究，需要PROFIBUS主站通讯管理机PROFI-M10共计16台，平均每台接25个PROFIBUS-DP从站，经过计算每个PROFIBUS主站通讯管理机轮询25个PROFIBUS-DP从站的周期约为30ms。PROFIUS主站通讯管理机PROFI-M10在霍尼韦尔的系统下作为16个MODBUS从站，由DCS进行轮询数据交换。下面来分析一下DCS轮询16台PROFIUS主站通讯管理机PROFI-M10的周期需要多长时间。数据量最大的部分是电机保护器，每个电机保护器有30个字的数据需要传送，现场每个PROFI-M10接28个电机保护，总共840个字，也就是说每个PROFI-M10与DCS交换的数据量是840个字，按照每条MODBUS报文传110个字来算，每个PROFI-M10需要与DCS交换8次报文，每次时间为80ms，这样算下来是640ms。10套PROFI-M10共计6.4s。剩下的6台数据量很小，每台PROFI-M10与DCS交换一条报文就足够，轮询剩下6台PROFI-M10需要480ms。这样DCS轮询16台PROFI-M10时间为7s以内。如果每台马达保护器的数据量精简为10个字，整个的轮询时间能够控制在2s以内。

经过上述分析，用DCS直接轮询415个MODBUS从站的时间为30s以上，这个30s还是在MODBUS从站全部通讯正常的情况下才能达到的理想状态，如此多的从站数量，通讯的质量会大打折扣，一旦有任何一个MODBUS站点故障，那么整个轮询时间会增加，一旦出现多台MODBUS从站故障，这个得轮询时间会到几分钟甚至更长。而用PROFIBUS通讯的方案轮询415个从站的时间只需要7s，精简数据量后甚至可以到2s以内，即使某些DP从站故障，也不会影响整个的通讯质量和速度。

接下来展示一下现场图片给读者。

一、霍尼韦尔最新研发的PlantCruise的DCS 8 I/O系统