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基于PROFIBUS-DP的電能管理及電力監(jiān)控系統(tǒng)

2013-04-20 瀏覽數(shù):566

安科瑞 徐玉麗

(江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405)

摘    要:設(shè)計(jì)了基于PROFIBUS—DP的電能管理及電力監(jiān)控系統(tǒng),描述了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和實(shí)現(xiàn)原理,給出了主站和串口電力儀表從站通信的實(shí)現(xiàn)方法,解決了主從站通信程序設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題,驗(yàn)證了系統(tǒng)的通信性能和可行性。
關(guān)鍵詞:PROFIBUS;PLC,總線橋,網(wǎng)關(guān),電力監(jiān)控儀表,工業(yè)通信。

0  引言
隨著能源的日漸緊張,國家出臺(tái)了很多有關(guān)節(jié)能減排的法律法規(guī),各行各業(yè)都在采取了相應(yīng)的節(jié)能措施,各制造行業(yè)的工廠企業(yè)也采用了電能管理及電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)節(jié)能效果進(jìn)行考核。
相對(duì)于MODBUS通信而言,PRFOBUS通信存在著諸多優(yōu)點(diǎn),比如高通信速率(最高可達(dá)12Mbit/s)、實(shí)時(shí)性、可靠性、易擴(kuò)展、易維護(hù)性等,很多工廠、企業(yè)現(xiàn)存的生產(chǎn)控制自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)大都采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng),PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)是其中應(yīng)用最多的一種現(xiàn)場(chǎng)總線,因此,很多工廠企業(yè)希望能將電能管理及電力監(jiān)控系統(tǒng)也集成到PROFIBUS-DP自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中,而不是單獨(dú)進(jìn)行MODBUS組網(wǎng)。但由于目前存在的大多數(shù)智能電力監(jiān)控儀表都是基于MODBUS通信的,那么如何把現(xiàn)存的不帶DP接口的串口儀表設(shè)備連接到總線上組成DP網(wǎng)絡(luò)就成為一個(gè)亟待解決的問題。
本文設(shè)計(jì)了基于串口通信的電力監(jiān)控及多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表,給出了基于PROFIBUS-DP通信的智能電力監(jiān)控及電能管理系統(tǒng)的解決方案。系統(tǒng)中采用了三種方法將基于MODBUS-RTU通信的智能電力監(jiān)控儀表集成到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)中。
本文介紹的組網(wǎng)方法,不但硬件成本比較低、安裝方便,而且編程簡(jiǎn)單,主站可以直接對(duì)各個(gè)電力儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等,傳輸速率較快,有很好的實(shí)用性和可行性。

1  系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)采用安裝了CP5611通信板卡的工控機(jī)作為通信主站,S7-200 PLC CPU222、ANYBUS網(wǎng)關(guān)、PB-B-MODBUS總線橋分別作為PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)從站,每個(gè)從站又與電力監(jiān)控儀表組成一個(gè)子網(wǎng),如圖1所示。系統(tǒng)中同時(shí)也可以連接其他的PROFIBUS-DP從站設(shè)備。

 

 圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

  CPU 222 PLC通過EM277 DP模塊接入到PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò),作為PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的從站,同時(shí)CPU222 PLC又作為一個(gè)主站與電力監(jiān)控儀表組成一個(gè)子網(wǎng),電力監(jiān)控儀表作為子網(wǎng)的從站,主從站之間采用自由口通信方式。
同樣,對(duì)于PB-B-MODBUS總線橋來說,作為PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)從站的同時(shí),又作為MODBUS子網(wǎng)的主站與電力監(jiān)控儀表組成MODBUS網(wǎng)絡(luò)。ANYBUS網(wǎng)關(guān)工作原理與PB-B-MODBUS總線橋的工作原理相似,它在該系統(tǒng)中同樣既做PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)從站,又作為MODBUS子網(wǎng)的主站與我公司電力監(jiān)控儀表組成MODBUS網(wǎng)絡(luò)。
1.1  PLC自由口通信子網(wǎng)
PLC作為PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)從站,其自身功能非常強(qiáng)大,不但可以通過主站對(duì)連接到從站PLC I/O點(diǎn)上的各種I/O量進(jìn)行采集和控制,而且PLC本身就可以構(gòu)成一個(gè)子網(wǎng),比如MPI網(wǎng)絡(luò),自由口通信網(wǎng)絡(luò)等。而且可以擴(kuò)展以太網(wǎng)接口模塊將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入以太網(wǎng),擴(kuò)展AS-I接口模塊,將系統(tǒng)接入ASI-I網(wǎng)絡(luò)等。對(duì)于工業(yè)控制場(chǎng)合,該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍是非常廣泛的。
PLC作為自由口通信網(wǎng)絡(luò)的主站,通過對(duì)PLC進(jìn)行自由口通信編程,實(shí)現(xiàn)PLC與電力監(jiān)控儀表間的MODBUS通信。利用西門子公司提供的庫函數(shù)MBUS_CTRL和MBUS_MSG可以簡(jiǎn)單方便地實(shí)現(xiàn)MODBUS通信,如圖2、圖3所示。

【延伸閱讀】

標(biāo)簽:

閱讀上文 >> 基于DDSF1352/DTSF1352電表的低壓終端電能管理
閱讀下文 >> 低壓智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的可靠性設(shè)計(jì)

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