天然气采气站每天会输出大量天然气,本系统用于监视采气站输出天然气的流速、气体温度、累计流量以及输气管道各个压力数据等。为了保证系统安全可靠的运行,本系统设计时采用采用冗余设计。系统使用两台S7-400H PLC构成控制器冗余,采用两台ET200M构成站的DP通讯冗余。由于选用传感器设备为一体化的流量计算机FloBoss 103,其提供的数据传输接口为Modbus RTU的485通讯接口,所以使用DP LINK模块将协议总线桥ODOT-DPM01挂接至冗余的DP网络,再将一体化的流量计算机FloBoss 103通过RS485接口以菊花链式连接方式连接至ODOT-DPM01,从而实现了PLC通过DP通讯口间接读取RS485接口中的Modbus RTU数据的功能。
系统网络设计示意图如图1所示:
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图1 系统设计示意图
根据设计系统硬件组态如下:
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图2 系统设计硬件配置图
项目在实施过程中,由于甲方希望降低成本,故减少了DP-LINK模块,将协议总线桥ODOT-DPM01直接挂接在主S7-400H PLC的DP网络中。FloBoss 103与ODOT-DPM01的RS485通信线路本应为菊花链式连接方式,但在在施工过程中,现场布线人员误将其连接为星形,故通信数据不稳定,偶尔会出现一台数据停止采集的状况,协议总线桥厂家技术人员建议为RS 485通信网络加入485总线集线器,改变不正确的连接方式。由于采购的总线集线器为1转4口型,出于成本考虑,另外增加了一台ODOT-DPM01协议总线桥,将剩余的两台FloBoss 103仍旧以星形的连接方式连接至RS 485通信网络,虽然接线不规范,但由于ODOT-DPM01协议总线桥具有十分优异的性能,这种连接方式任然能够保证通信正常(正常情况下一定不要采用不规范的接线方式,以免出现不必要的麻烦)。实际施工的系统网络拓扑图如图3所示。
图3 系统现场实际网络拓扑图
硬件组态如图4所示:
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硬件组态中,在协议总线桥ODOT-DPM01增加FloBoss 103的通讯通道十分方便,模块式的组态以及配置方式简单易懂,添加的通道如图6、图7所示:
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图6 1# ODOT-DPM01通讯通道配置 图7 2# ODOT-DPM01通讯通道配置
硬件配置完成后,装载至PLC,通过简单的MOVE指令即可实现PLC的DP通讯与FloBoss 103中的Modbus RTU通讯间的数据交换,如图8所示,从而实现FloBoss 103的数据监视以及参数设置,进而实现了采气站各种数据的监控。
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图8 读写Modbus RTu通讯数据
现场图片如下:
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