PROFIBUS-MODBUS网桥在电力系统中的应用

PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。PROFIBUS由三个兼容部分组成，即PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery）、PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）、PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）。其中PROFIBUS-DP是一种高速低成本用于设备级控制系统与分散式I/O通信的一种总线。其传输介质为双绞屏蔽线，波特率从9600bps到12Mbps。使用PROFIBUS-DP可取代24VDC或4-20mA信号传输。Modbus目前是工业领域全球最流行的协议之一。此协议支持传统的带RS-232、RS-422、RS-485和以太网接口的设备。许多工业设备，包括PLC、DCS、智能仪表等都在使用Modbus协议作为它们之间的通讯标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

作者在设计某电力自动控制系统时，需要将许继公司生产的继电保护装置的参数读取到Siemens公司的S7-400PLC中，并集成到SCADA（SupervisoryControlAndDataAcquisition）监控系统中，参与实际的连锁控制。继电保护装置提供RS-485通讯接口，其通讯协议为ModbusRTU（RemoteTerminalUnit）协议。为了实现ModbusRTU协议到PROFIBUS协议的转换，本设计将西门子PLCS7-400作PROFIBUS主站，利用北京鼎实公司生产的Profibus-Modbus网桥（以下简称PB-M网桥）和Modbus从站通讯，然后通过PLC中的工业以太网模块、现场总线模块连接到企业SCADA系统中，使二者得到完美的结合。

表1遥信信息点通讯的数据

2继电保护系统

本电力系统电站装机容量为6MW。其主接线为一机一变两回线，变压器为电压变比10/6.3kV的双圈变压器。电站10kV出线两回至用户站。

本继电保护系统的主要监测对象包括:一台发电机组、一台主变压器、两回10kV出线、400V厂用变;保护对象包括电站的发电机、变压器、10kV出线。该继电保护系统提供一智能通讯服务器，其功能是将许继设备的通讯规约转换为MODBUS规约，预留RS-485通讯接口与CP340进行通讯。通讯的数据量包括遥信信息点（功能码02，起始查询地址0）:YX1～YX36，祥见表1。遥测信息点（功能码03，起始查询地址0）YC1～YC18，祥见表2。

表2遥测信息点通讯的数据

3通讯系统

3.1通讯系统的构成

在本自动控制系统中，将西门子S7-400PLC作PROFIBUS主站，ET200M和PB-M网桥作PROFIBUS从站。另一方面，在Modbus总线中将PB-M网桥作Modbus主站，继电保护装置和直流屏设备作为Modbus的从站，双方以9600bps的通讯速率进行通讯。具体的网络结构如图1所示: