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一、概述
河北某民營鋼廠，主要現(xiàn)有煉焦、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主要生產(chǎn)工序，并有開采煤礦、鐵礦和石灰石資源的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。該廠高爐上配料系統(tǒng)采用西門子S7300系列PLC，現(xiàn)場各種儀表和變頻器通過微硬創(chuàng)新MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)與西門子PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)對高爐上配料過程的檢測和控制。
二、解決方案
系統(tǒng)通訊選擇 PROFIBUS 現(xiàn)場總線，控制器采用西門子 300 系列 PLC 可編程序控制器對系統(tǒng)進(jìn)行集中控制管理。現(xiàn)場部分采用自動稱重給料機(jī)實(shí)現(xiàn)單倉物料的定量控制。在該項(xiàng)目中，現(xiàn)場所有的稱重儀表選用北京龍興聯(lián)JX5000-Ⅱ型稱重儀表，變頻器選用施耐德ATV71 。現(xiàn)場這些設(shè)備通訊都是MODBUS接口，無法直接與西門子315-2DP的主站直接通訊。采用北京微硬創(chuàng)新科技有限公司的MODBUS 轉(zhuǎn) PROFIBUS網(wǎng)關(guān)后，解決了通訊的問題。使現(xiàn)場各種串口設(shè)備可以順利的連接到Profibus 現(xiàn)場總線與西門子300PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)簡圖如下圖 2-1 ：
圖 2-1
三、系統(tǒng)介紹
3.1微硬創(chuàng)新MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)
型號為PBMD485-K20的網(wǎng)關(guān)(詳細(xì)介紹請?jiān)L問www.profibus-dp.com )，能夠?qū)ODBUS接口的各種儀表和設(shè)備接入到PROFIBUS系統(tǒng)中，如：具有MODBUS協(xié)議接口的變頻器、電機(jī)啟動保護(hù)裝置、智能高低壓電器、電量測量裝置、各種變送器、智能現(xiàn)場測量設(shè)備及儀表等等。該產(chǎn)品在STEP7中配置，并且有專門的狀態(tài)字，監(jiān)控MODBUS從站，輕松知道現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)。
該產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)如下：
（1）支持MODBUS 01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H號功能碼；
（2）PROFIBUS-DP協(xié)議，符合；JB/T 10308.3-2001: 測量和控制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信工業(yè)控制系統(tǒng)用現(xiàn)場總線第3部分：PROFIBUS規(guī)范；
（3）標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS-DP驅(qū)動接口, 波特率自適應(yīng)，最大波特率12M；
（4）PROFIBUS 側(cè)的輸入/輸出數(shù)量在以下三種范圍內(nèi)可以由用戶自由設(shè)定：
①Input Bytes + Output Bytes ≤ 232 Bytes；
② Max Input Bytes ≤ 224 Bytes；
③ Max Output Bytes ≤224 Bytes。
（5）標(biāo)準(zhǔn)RS-485接口，半雙工，波特率在 2400、4800、9600、19.2K、38.4K、57.6K可選；校驗(yàn)位(偶、奇、無)可選。
（7）RS485最大通信報(bào)文長度：發(fā)送230字節(jié)、接受230字節(jié)
（8）供電：24VDC(±5％)，160mA
（9）工作環(huán)境溫度: -20-55℃, 濕度≤90%
（10）安裝：35mm導(dǎo)軌。
（11）防護(hù)等級：IP40。
3.2 JX5000- Ⅱ重量顯示變送儀
JX5000- Ⅱ重量顯示變送儀 （以下稱 JX5000- Ⅱ電子秤）是由北京龍興聯(lián)科技總結(jié)各種現(xiàn)行國內(nèi)外同類產(chǎn)品的優(yōu)劣特性，采用目前最新片上系統(tǒng)（ SOC ）及∑∕⊿信號提取技術(shù)打造的一款泛用型電子秤二次儀表。
JX5000- Ⅱ電子秤二次儀表，性能極其穩(wěn)定，經(jīng)實(shí)測溫度漂移低于 10ppm ，線性度優(yōu)于 0.02% 。全數(shù)碼標(biāo)定功能無需計(jì)算標(biāo)定系數(shù)。
JX5000- Ⅱ電子秤 二次儀表含有自動“ O ”點(diǎn)跟蹤的選擇功能，根據(jù)實(shí)際需要確定合適的跟蹤時(shí)間系數(shù)。該電子秤二次儀表還具備自動加料補(bǔ)償功能，即在加料控制中可以自動找準(zhǔn)提前量，因此特別適用于配料電子秤。
JX5000- Ⅱ電子秤二次儀表可以作為 MODBUS 總線從站與符合 MODBUS 總線規(guī)約的系統(tǒng)連網(wǎng)。通過北京微硬創(chuàng)新的MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)接入到西門子S7300 PROFIBUS系統(tǒng)。 ( 波特率為 9600 、采數(shù)方式為應(yīng)答方式。主站要從站數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)送：從站號 03 00 00 00 01 CRCL CRCH 。從站回：從站號 03 02 DA1 DA0 CRCL CRCH)
四、系統(tǒng)組態(tài)
應(yīng)用西門子STEP7進(jìn)行組態(tài)。MODBUS 轉(zhuǎn) PROFIBUS網(wǎng)關(guān)的GSD文件由北京微硬創(chuàng)新科技有限公司提供。在安裝和配置的過程中，需要注意以下幾點(diǎn)：
1. 硬件接線是否正確，PROFIBUS和MODBUS物理層都是485，正負(fù)不要接錯(cuò)。注意把屏蔽層接好，無論是PROFIBUS還是MODBUS，雙絞線的屏蔽層接得好壞會直接影響系統(tǒng)抗電磁干擾的性能。
上電過程中，盡量減少熱插拔的次數(shù)。
2.上電過程中，盡量減少熱插拔的次數(shù)。
3.加載GSD文件進(jìn)行配置，需要注意的設(shè)置的幾個(gè)點(diǎn)，PROFIBUS地址和波特率，MODBUS從站地址，MODBUS485通訊波特率及數(shù)據(jù)格式。
五、系統(tǒng)示意
六、使用效果
應(yīng)用北京微硬創(chuàng)新科技有限公司的MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS網(wǎng)關(guān)后，實(shí)現(xiàn)了MODBUS轉(zhuǎn)PROFIBUS的功能，方便了現(xiàn)場各種MODBUS設(shè)備接入PROFIBUS。北京微硬創(chuàng)新科技有限公司對該鋼廠2#高爐上配料系統(tǒng)改造后，帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。不僅實(shí)現(xiàn)了配料系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制、集中控制，達(dá)到精準(zhǔn)配料的要求，還大大提高皮帶管理水平，降低備件、維修、電能、皂土消耗等費(fèi)用。高精度的原料配比、下料計(jì)量，平穩(wěn)的原料輸送和全系統(tǒng)的自動控制，該配料系統(tǒng)實(shí)行了改造投產(chǎn)至今將近 3 年時(shí)間，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)品可靠，得到了用戶的好評。如需技術(shù)交流,請?jiān)L問我司網(wǎng)站www.profibus-dp.com.
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