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HART/PROFIBUS DP網關HPM-610應用于水泥行業 ——將36個點的溫度值送入控制室內的控制系統中

HART/PROFIBUS DP網關HPM-610應用于水泥行業 ——將36個點的溫度值送入控制室內的控制系統中

HART/PROFIBUS DP網關HPM-610應用于水泥行業  ——將36個點的溫度值送入控制室內的控制系統中 

關鍵詞:HART總線,PROFIBUS總線,HART/PROFIBUS轉換模塊

巢湖??公司隸屬于“中國企業500強”第57位的中國鐵路物資股份有限公司,2009年公司投資六億元新建一條日產4500噸的水泥熟料生產線,為了高效的管理和生產,這條線采用了新型干法旋窯生產工藝,計算機中央控制系統和生料配料自動跟蹤控制系統等新型設備。在實施的過程中,使用了HART/PROFIBUS網關HPM-610來實現HART儀表與PROFIBUS總線的互聯。

一、系統組成

整個生產線的自動控制系統由3部分組成:現場設備、PLC室內的各類控制器、控制室內的中央控制系統。中央控制系統與PLC室內的各類控制器通過PROFIBUS DP總線進行通訊。控制器負責采集或控制100米以外的各類現場設備。

在回轉窯現場,共有36個溫度測量點和56個壓力測量點。控制系統需要對這些測量點進行實時監控。為節省電纜的成本,這些測量點上的儀表都是兩線制(兩根電源線),其中36個溫度變送器采用HART通訊協議。上海泗博自動化的HART/PROFIBUS協議網關HPM-610在這里,通過HART協議將現場溫度變送器的測量值映射到PROFIBUS數據上,再傳到控制系統。

HPM610_1

上圖為現場的布線示意圖,其中從回轉窯到PLC控制室引3對長達200米的24V電源線。每對電源線在現場部分并聯了12臺溫度變送器,在PLC控制室部分連接三臺HPM-610和24V電源。

HART協議在儀表上應用廣泛,它以電源線為通訊介質,并允許一對電源線至多可接15臺現場儀表。用HART協議可讀取儀表的測量值,輸出值等,還可以對儀表進行校準,設置等維護工作。

HPM-610作為HART協議轉PROFIBUS協議的網關,它最多可帶15臺現場HART協議設備。在此應用中,它將讀到的12臺溫度變送器的溫度值映射到PROFIBUS總線,這樣控制室內的控制系統通過尋址HPM-610網關就可以讀到每個溫度變送器所測量的值,并進行相應的處理工作。

 

二、HPM-610網關在本例中的使用說明

在此案例中,需要對HPM-610及現場HART設備做如下操作:

  1. 設置每臺HART從站協議設備的短地址

  2. 在HT-123中配置HPM-610讀寫HART從站協議設備參數的命令

  3. 設置PROFIBUS地址

  4. PROFIBUS DP主站控制系統中導入HPM-610的GSD文件并進行相關組態

1、設置每臺設備的短地址:

為了進行HART的多點連接,首先要為每臺設備設置不同的地址。通常用HART手操器就可以方便地對設備進行地址的修改,在沒有HART手操器的情況下,用HPM-610和配套配置軟件HT-123也可以修改HART從站設備的地址。方法如下:

1.1 將一臺HART設備連到HPM-610網關; 1.2 在HT-123中,配置HPM-610的HART通道參數為單點,添加一個0號節點,并為其配置1號命令和6號命令。其中1號命令配置為:接收數據長度 7,輪詢輸出;6號命令配置為:發送數據長度 1,接收數據長度4, 逢變輸出。

HPM610_3

HPM610_4

HPM610_5

1.3 通過撥動網關下方的1號撥碼開關令網關進入調試模式。將網關的RS232接口與電腦連接,最后給網關通電。 1.4 用網關配置軟件HT-123里的“診斷”功能和0號節點中的6號命令就可以修改節點的地址。

HPM610_6

2、在HT-123中配置HPM-610讀寫HART從站設備參數的命令:

依次為每臺儀表設置完地址后,就可以進行HART的多點通訊組網,首先根據下圖將設備連到HART總線上。

HPM610_7 圖2

在網關配置軟件HT-123中配置網關的HART通道網絡模式為多點,添加12個節點,為每個節點配置1號命令,1號命令的輸入數據長度設為7。

HPM610_8

 

3、設置PROFIBUS地址:

HPM-610在HART側作為主站,在PROFIBUS側作為從站。HPM-610提供兩種方法設置PROFIBUS地址:一個是通過配置軟件HT-123設置,然后再下載到網關里;另一個比較方便的是通過網關面板上的“SET”按鈕來設置。具體的設置方法請見說明書。設置完成之后網關重新上電,PROFIBUS的地址將會顯示在網關的數碼管上。

4、在PROFIBUS DP主站控制系統中導入HPM-610的GSD文件并進行相關組態(以STEP7為例說明)

HPM610_9

現場有36臺溫度變送器儀表,其中每12臺溫度變送器儀表需要連接1臺HPM-610,如上圖所示,需要使用3臺HPM-610才能將現場36臺溫度變送器儀表的數據讀取上來。

在控制系統中導入HPM-610的GSD文件,本例中需要讀取的每臺HART從站設備的數據有7個字節,則一臺HPM-610連接12臺HART從站,共需要7?12=84個字節,因此在每個HPM-610的對應槽位中拖入(2 8 32)個WORD即可。

HPM610_10

每臺溫度變送器對網關HPM-610發出的1號命令做出的響應字節中的后4個字節組成一個浮點數表示測量值。因此在PROFIBUS DP主站中根據公式:“7?(設備地址-1) 3”來確定每個設備變量在數據塊中的存放起始地址。然后查看方式選為real型,即可讀出現場設備的測量值(溫度值)。

 

三、總結

在該系統中,應用上海泗博自動化的HART/PROFIBUS網關HPM-610的優勢在于:

    • 降低了布線的成本。若每米電纜的價格是7元,那么12個設備的電纜價格就要超過1萬6;

    • 提高了控制能力。通過HPM-610網關,直接將儀表的測量值通過PROFIBUS總線傳到了控制系統。控制系統可以直接讀出現場測量值,方便了以后的處理工作。

 

四、相關協議

PROFIBUS DP協議HART協議

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