天然氣采氣站每天會輸出大量天然氣,本系統用于監視采氣站輸出天然氣的流速、氣體溫度、累計流量以及輸氣管道各個壓力數據等。為了保證系統安全可靠的運行,本系統設計時采用采用冗余設計。系統使用兩臺S7-400H PLC構成控制器冗余,采用兩臺ET200M構成站的DP通訊冗余。由于選用傳感器設備為一體化的流量計算機FloBoss 103,其提供的數據傳輸接口為Modbus RTU的485通訊接口,所以使用DP LINK模塊將協議總線橋ODOT-DPM01掛接至冗余的DP網絡,再將一體化的流量計算機FloBoss 103通過RS485接口以菊花鏈式連接方式連接至ODOT-DPM01,從而實現了PLC通過DP通訊口間接讀取RS485接口中的Modbus RTU數據的功能。
系統網絡設計示意圖如圖1所示:
圖1 系統設計示意圖
根據設計系統硬件組態如下:
圖2 系統設計硬件配置圖
項目在實施過程中,由于甲方希望降低成本,故減少了DP-LINK模塊,將協議總線橋ODOT-DPM01直接掛接在主S7-400H PLC的DP網絡中。FloBoss 103與ODOT-DPM01的RS485通信線路本應為菊花鏈式連接方式,但在在施工過程中,現場布線人員誤將其連接為星形,故通信數據不穩定,偶爾會出現一臺數據停止采集的狀況,協議總線橋廠家技術人員建議為RS 485通信網絡加入485總線集線器,改變不正確的連接方式。由于采購的總線集線器為1轉4口型,出于成本考慮,另外增加了一臺ODOT-DPM01協議總線橋,將剩余的兩臺FloBoss 103仍舊以星形的連接方式連接至RS 485通信網絡,雖然接線不規范,但由于ODOT-DPM01協議總線橋具有十分優異的性能,這種連接方式任然能夠保證通信正常(正常情況下一定不要采用不規范的接線方式,以免出現不必要的麻煩)。實際施工的系統網絡拓撲圖如圖3所示。
圖3 系統現場實際網絡拓撲圖
硬件組態如圖4所示:
硬件組態中,在協議總線橋ODOT-DPM01增加FloBoss 103的通訊通道十分方便,模塊式的組態以及配置方式簡單易懂,添加的通道如圖6、圖7所示:
圖6 1# ODOT-DPM01通訊通道配置 圖7 2# ODOT-DPM01通訊通道配置
硬件配置完成后,裝載至PLC,通過簡單的MOVE指令即可實現PLC的DP通訊與FloBoss 103中的Modbus RTU通訊間的數據交換,如圖8所示,從而實現FloBoss 103的數據監視以及參數設置,進而實現了采氣站各種數據的監控。
圖8 讀寫Modbus RTu通訊數據
現場圖片如下: