MODBUS信号与PROFIBUS总线通讯方案介绍

• 关键词：平朔煤矸石电厂,数字化电厂,MODBUS,PROFIBUS,鼎实,,协议转换桥
• 作者：章工
• 摘要：本文详细介绍了西门子电站自动化有限公司和北京四方集团国内首次MODBUS信号与西门子T-3000控制系统PROFIBUS总线直接通讯的成功案例。

一．项目介绍

     平朔煤矸石电厂二期扩建工程（2�300MW循环流化床直接空冷机组）位于山西省朔州市区以北约20Km安太堡露天煤矿矿区内，引进ALSTOM公司CFB锅炉技术国内生产的300MW循环流化床锅炉，汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的亚临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，DCS采用西门子电站自动化有限公司SPPA-T3000控制系统，为目前国内同类型电厂中最大机组。3、4号机分别于2009年6月6日和8月7日顺利通过168试运行。

二．方案初衷介绍

纵观国内火电厂集散控制系统发展历史可以发现，主流进口DCS控制系统与外系统MODBUS信号通讯多采用外系统MODBUS信号—>DCS相应通讯处理模件—>DCS工厂总线（下层网）—>相应DPU处理单元—DCS服务器的方式。这种方式常用来把就地MODBUS信号，如IDAS、电气模拟量等送DCS监视，当然也可以用来做一些外围系统简单逻辑，方便运行人员的操作。其缺点也是显而易见的，那就是MODBUS信号经过层层转换，绕了一个大圈才送到DCS服务器处理，带有一定的滞后性，在国内一些电厂，这种滞后甚至达到好几秒钟，严重影响了运行操作、监视的实时性。如果能解决安全、实时这两个问题，把大部分电气信号先转成MODBUS信号，再按工艺系统通过通讯电缆送至DCS各DPU处理，将大大节省电气电缆的敷设量，节约电厂建设成本。根据平朔电厂业主建设“数字化电厂”的要求，承标DCS的西门子电站自动化有限公司与华东电力设计院及承标ECS的北京四方集团多次讨论、协商，提出了以下实施方案。

三．详细方案

1．方案原理介绍

四方ECS将电气信号就近送至各通讯管理机，由通讯管理机将硬接线信号转成MODBUS信号，按RS-485通讯协议上传至DCS。信号上传时，由不同的通讯管理机分别处理电气信号的A,B两侧。例如，6KV电气系统A侧的点由通讯管理机A处理， B侧信号则由通讯管理机B处理，以达到将危险分散的目的。DCS侧各DPU所在PROFIBUS总线按工艺系统，分别接入冗余的一对协议转换桥(负责将MODBUS485信号转换成PROFIBUS信号)来接收ECS 信号，完成MODBUS信号与PROFIBUS总线的对接，协议转换桥相当于PROFIBUS总线上的一个DP从站。北京鼎实科技创新有限公司提供相应GSD文件。

2．方案原理图

协议转换桥应用说明

平朔项目采用了北京鼎实创新科技有限公司生产的PB-B-MODBUS485协议转换桥，该接口是PROFIBUS总线桥系列中的产品，可将具有RS232/485、CAN及MODBUS等专用通信协议的接口设备连接到PROFIBUS总线上，使设备成为PROFIBUS总线的一个从站。该设备在接口RAM 中建立了PROFIBUS到MODBUS映射数据区，由软件实现PROFIBUS和MODBUS的协议转换及数据交换。该协议转换桥常用布置如下：

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