基于PROFIBUS-DP的电力监控及电能管理系统.docVIP

基于PROFIBUS-DP的电能管理及电力监控系统摘要设计了基于PROFIBUS—DP，描述了给出了主站和串口从站通的解决了主从站通信程序设计中的关键问题，验证了系统的通信性能和可行性关键词PROFIBUS;PLC，总线桥，工业通。0 引言 企业希望将集成到PROFIBUS-DP网络中，由于智能电力监控仪表都是基于MODBUS通的，那么如何把现存的不带DP接口的串口仪表设备连接到总线上组成DP网络就成为一个亟待解决的问题。 本给出了基于PROFIBUS-DP通信的智能电力监控及电能管理系统的解决方案。智能电力监控仪表集成到PROFIBUS-DP网络。 本文介绍的组网方法，不但硬件成本比较低安装方便，而且编程简单，站可以直接对各个传输速率较快，有很好的实用性和可行性。 系统构成 本系统采用CP5611通信板卡的工控机作为通主站，S7-200 PLC CPU222、ANYBUS网关、PB-B-MODBUS总线桥分别作为PROFIBUS-DP网络的三个从站图1 系统示意图CPU 222 PLC通过EM277 DP模块接入到PROFIBUS-DP网络，作为PROFIBUS-DP网络的从站，同时CPU222 PLC又作为一个主站电力监控仪表组成一个子网，电力监控仪表作为子网的从站，主从站之间采用自由口通方式。对于PB-B-MODBUS总线桥来说，作为PROFIBUS-DP网络从站的同时，又作为MODBUS子网的主站与电力监控仪表组成MODBUS网络。ANYBUS网关工作原理与PB-B-MODBUS总线桥的工作原理相似，它在该系统中同样既做PROFIBUS-DP网络从站，又作为MODBUS子网的主站与我公司电力监控仪表组成MODBUS网络。PLC自由口通PLC作为PROFIBUS网络的一个从站，其自身功能非常强大，不但可以通过主站对连接到从站PLC I/O点上的各种I/O量进行采集和控制，而且PLC本身就可以构成一个子网，比如MPI网络，自由口通信网络等。而且可以扩展以太网接口模块将整个网络接入以太网，扩展AS-I接口模块，将系统接入ASI-I网络等。对于工业控制场合，该网络应用范围是非常广泛的。 IB0 1字节 该字节用来存储接收报文长度 IB1 1字节 该字节为通信状态字 IB2至以后 若干 接收数据缓冲区 QB0 1字节 该字节用来存储发送报文长度 QB1 1字节 该字节为通信控制字 QB2至以后 若干 发送数据缓冲区 该系统的DP主站是通板卡，不能在S7-STEPV5.4中编写PLC程序对总线桥进行控制，只能通过在上位机ACREL-3000软件中编写程序完成对PB-B-MODBUS总线桥状态字的读取和控制字的读写和通。 ANYBUS网关和PB-B-MODBUS总线桥均是在转换模块的RAM中建立了PROFIBUS 到MODBUS 映射数据区，由软件实现PROFIBUS 和MODBUS 协议转换及数据交换。由于受其自身映像数据存储区大小的限制，根据所要采集电参量的多少，可带仪表的个数不同。功能 实时显示I、U、P、Q、kWh等实现主要电力参数的实时运行曲线历史趋势曲线等绘制报警报表功能查询功能打印功能历史记录保留3年以上。通过ACREL3000界面实现对PROFIBUS各从站的网络参数采集和显示，比如：总线参数、从站状态、主站模式、看门狗、组态信息以及从站诊断数据等。结束语系统采用为PROFIBUS主站，使用调试结果表明：主站能够按时间每隔1s轮流对各个PROFIBUS网络的最高传输速率可达12Mb/s，一个网段可带32个从站，一个网络可带126个从站。这里每个DP从站（200系列PLC、ANYBUS网关、PB-B-MODBUS总线桥）根据自身情况带若干个仪表，网络带仪表的数量是非常之大的，相对于由通信扩展卡或通信服务器组成的MODBUS系统来说，同样数量的仪表组网，可以节省大量硬件组网设备。系统提供的组网方法，参考文献 5 电力监控仪表 电力监控仪表 …… 电力监控仪表 MODBUS通信 …… 电力监控仪表 MODBUS通信 DP从站 DP从站 PB-B-MODBUS 总线桥 …… 电力监控仪表 电力监控仪表 RS485接口 I/O设备 …… I/O设备 DP从站 S7 200 +EM277 自由口通信 PROFIBUS—DP网络 ANYBUS网关 主站 监控计算机 CP5611