MODBUS通讯和PROFINET通讯在地铁主风机控制系统中的应用

MODBUS通讯和PROFINET通讯在地铁主风机控制系统中的应用

孙雪  杜威  吴迪

盘锦伟英兴高分子材料有限公司

摘要：自动化是现代科学技术的产物，是轨道交通中大量用到了自动化控制系统，实现轨道交通电气系统的自动化，对于地铁行业核心价值及利益的实现具有重要意义。本文对电气自动化的特点和意义进行阐述，并对自动化系统的应用现状进行简要的说明，最终对未来发展的趋势进行分析，提出发展思考和期望以此大队我国地铁行业发展提供参考。

关键字：轨道交通；自动化；PLC控制系统；MODBUS通讯；PROFINET通讯；

引言

当前经济快速发展，社会生产和生活的节奏也不断加快，各类以自动化的设备进入地铁控制系统。新时期的地铁控制如何对自身的实际操作进行改进，大力发展信息化建设，才能应对社会发展下的各种需求，实现自身的价值。PLC系统控制中应用MODBUS通讯和PROFINET通讯在地铁远程通讯中能更好的对主风机状态进行数据的监视和控制。这就意味着当前地铁行业的发展要想与世界接轨就必须加大自动化研究和投入的力度。

1、MODBUS通讯的特点

Modbus通讯协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，通过这项协议控制器与控制器之间、控制器和设备之间可以进行通讯。它已经成为一种通用的工业标准。不同厂商生产的控制设备也可以连成工业网络进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的信息结构，描述一个控制器请求访问其他设备的过程。以及如何回应来自其他设备的请求，怎样侦测错误并且记录。

标准、开放、用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要缴纳许

可证费，也不会侵犯知识产权。目前支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600多种。

Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等等。还可以在

各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。

Modbus的帧格式简单、紧凑、通俗易懂，用户使用容易，厂商开发简单。

2、PROFINET通讯的特点

Profinet是工业以太网的一种，主要应用与自动化控制领域。它是一种基于以太网的实时通信协议，可以将现场设备与上位机之间进行高速、可靠和实时的数据交换和控制命令传送。Profinet具有较高的开放性和操作性，可以与其他兼容的系统和设备进行无障碍连接。

实时性，Profinet支持时间同步和精确的控制周期，可以在微秒级别内完成数据传输和控制命令传输，保证了现场数据的实时性和可靠性。

可扩展性，Profinet可以灵活地组织和管理设备的网络拓扑结构，支持多种不同的拓扑结构和设备类型，并且可以方便地进行系统和设备的扩展和更新。

安全性，Profinet支持多种安全机制和加密方式，可以有效地保护数据的机密性和完整性。

开放性，Profinet采用标准以太网作为物理层和数据链路层，与其他标准以太网设备具有兼容性和互操作性，同时也支持通用的应用层协议，并且可以方便地进行系统和设备的集成。

我国经济的发展有着两个重要的特征，积十工业化和产业化，大规模的集成化生产设备对能源要求较高。现有的电控柜都是采用传统的硬接线方式接线，传输较多信号时需要使用多根多芯电缆和大量人工接线，但是采用Modbus和Profinet通讯协议只是需要使用一根通讯电缆就可以实现数据的交换和传输。大大降低了人工接线带来的认为的失误，即人为接线错误、人为接线松动、人为的错接漏接等等问题。同时也减少大量的人力和物力。缩短项目的施工周期同时降低项目的成本。可以说采用Modbus和Profinet通讯协议是地铁行业进入现代化的标志。对于电气自动化走出传统迈向全面工业化有着重要意义。

3控制系统的设计方案

核心控制系统为西门子200 smart plc。分别作为2次主站，1次从站。完

成系统内的数据传输和控制。

第1次西门子200 smart plc做为主站通过Modbus RTU通讯协议采集风

机控制系统各部分仪表的数据，即读取双通道多功能表JM-B-2W-h的2个温度数据及器报警故障点、温度监测仪JM-B-3W-h的3个温度数据、四通道振动监测仪JB-B-4VT的4个振幅数据及其报警点、多功能表的三相电流值。

第2次西门子200 smart plc做为主站作为主站通过Profinet通讯协议

实现对主风机变频器西门G120c进行数据的监视和控制。读取G120c变频器正转和反转的状态，运行信号、过载信号、故障信号、短路信号。

第3次西门子200 smart plc做为从站，使用Modbus RTU通讯协议把全部汇总的数据发送给上级的BAS系统

4、总结

目前我国地铁自动化控制系统等方面的研究取得了不俗的成果。通过PLC控制系统对轨道交通网络数据进行远距离的传输和处理。该模式下信息的传递变得更为实时和精准，增强了控制系统的实际效果。在未来发展中，肯定会对该方面进行更深入研究，使计算和数据信息的处理及指令信号传输更加便捷。

自动化通讯技术可以说是自动化系统的升级，对地铁系统智能控制和保护未来的发展意义深远。于是我们应加强研究和学习，根据轨道交通运行网络环境及相关设备的属性进行调整，提高轨道交通网络运行的可靠性，并且确保控制技术能够具备更强的适应能力，在各种电压、负荷情况下使其系统工作能力不会发生消弱。自动化通讯技术最终的目的就是最大限度地提高运行效果，减少人力工作的负担。

参考文献

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