案例背景

在化工行業(yè)，反應(yīng)釜是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵設(shè)備，其溫度、壓力、液位等參數(shù)的精準控制對于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全至關(guān)重要。某化工企業(yè)的反應(yīng)釜控制系統(tǒng)采用了基于 Modbus TCP 主站的西門子 S7 - 1200 系列 PLC，負責對反應(yīng)釜的各項參數(shù)進行實時監(jiān)測和控制。而反應(yīng)釜上的溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器等設(shè)備為 DeviceNet 從站設(shè)備，這些傳感器能夠?qū)崟r采集反應(yīng)釜內(nèi)的各項參數(shù)。由于 PLC 和傳感器采用不同的協(xié)議，無法直接通信，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不及時，控制精度不高。為了實現(xiàn)反應(yīng)釜控制系統(tǒng)的精準調(diào)控，企業(yè)引入了塔訊 TX 131 - RE - DNM/TCP 網(wǎng)關(guān)，通過 DeviceNet 轉(zhuǎn) Modbus TCP的協(xié)議轉(zhuǎn)換，解決了通信問題。

設(shè)備參數(shù)

1.西門子 S7 - 1200 系列 PLC：型號為 CPU 1214C DC/DC/DC，支持 Modbus TCP 協(xié)議，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，能夠滿足化工行業(yè)惡劣環(huán)境下的使用要求。

2.溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器（DeviceNet 從站）：溫度傳感器型號為 PT100，壓力傳感器型號為 CYB - 100，液位傳感器型號為 YW - 200。這些傳感器的 DeviceNet 接口支持多種波特率設(shè)置。

3.塔訊 TX 131 - RE - DNM/TCP 網(wǎng)關(guān)：參數(shù)與案例一相同，具備標準的 Modbus TCP 和 DeviceNet 協(xié)議轉(zhuǎn)換能力。

配置過程

1.硬件連接：將Modbus TCP 轉(zhuǎn)DeviceNet塔訊網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)端口連接到西門子 S7 - 1200 PLC 的以太網(wǎng)接口，保證網(wǎng)絡(luò)連接正常。同時，將網(wǎng)關(guān)的 DeviceNet 端口分別與溫度傳感器、壓力傳感器和液位傳感器的 DeviceNet 接口連接，并設(shè)置好各傳感器的 DeviceNet 節(jié)點地址。

2.Modbus TCP 主站（PLC）配置：打開西門子 TIA Portal 編程軟件，創(chuàng)建新項目并選擇 CPU 1214C DC/DC/DC PLC。在項目中添加 Modbus TCP 設(shè)備，導(dǎo)入Modbus TCP 轉(zhuǎn)DeviceNet塔訊網(wǎng)關(guān)的 GSD 文件（類似設(shè)備描述文件）。完成導(dǎo)入后，進行網(wǎng)絡(luò)配置，設(shè)置 PLC 與網(wǎng)關(guān)之間的通信參數(shù)，包括 IP 地址和端口號。然后，在硬件組態(tài)中對網(wǎng)關(guān)進行配置，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)采集和控制的實際需求，設(shè)置 Modbus TCP 寄存器映射，例如設(shè)置讀取溫度傳感器數(shù)據(jù)到寄存器地址 20 - 21，讀取壓力傳感器數(shù)據(jù)到寄存器地址 22 - 23，寫入液位控制指令到寄存器地址 30 - 31。

3.DeviceNet 從站（傳感器）配置：通過各傳感器的配置接口，進入 DeviceNet 參數(shù)設(shè)置界面，設(shè)置波特率（如選擇 500kbit/s 以提高數(shù)據(jù)傳輸速度）和節(jié)點地址（例如溫度傳感器設(shè)為 6，壓力傳感器設(shè)為 7，液位傳感器設(shè)為 8）。確保各傳感器的參數(shù)與Modbus TCP 轉(zhuǎn)DeviceNet網(wǎng)關(guān)的 DeviceNet 主站參數(shù)一致。

4.網(wǎng)關(guān)配置：運行塔訊網(wǎng)關(guān)配置軟件，新建工程并選擇 TX 131 - RE - DNM/TCP 網(wǎng)關(guān)。在 Modbus TCP 設(shè)置中，準確配置 IP 地址、子網(wǎng)掩碼和端口號等參數(shù)，與 PLC 所在網(wǎng)絡(luò)匹配。同時，設(shè)置寄存器映射，將 Modbus TCP 寄存器與 DeviceNet 從站的數(shù)據(jù)進行對應(yīng)。在 DeviceNet 主站設(shè)置中，設(shè)置節(jié)點地址（如設(shè)為 2）和波特率（與各傳感器設(shè)置相同）。完成所有設(shè)置后，將配置下載到網(wǎng)關(guān)。經(jīng)過這樣的配置，西門子 S7 - 1200 PLC 能夠通過塔訊網(wǎng)關(guān)實現(xiàn) DeviceNet 轉(zhuǎn) Modbus TCP 的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實時獲取反應(yīng)釜內(nèi)的溫度、壓力和液位等參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略對反應(yīng)釜進行精準調(diào)控，同時實時監(jiān)測傳感器的工作狀態(tài)，確保生產(chǎn)過程的安全和穩(wěn)定。

應(yīng)用總結(jié)

在化工行業(yè)，西門子 S7 - 1200 CPU 1214C DC/DC/DC PLC（Modbus TCP 主站）因協(xié)議差異，無法與 PT100 溫度傳感器、CYB - 100 壓力傳感器、YW - 200 液位傳感器（DeviceNet 從站）直接通信，導(dǎo)致反應(yīng)釜參數(shù)監(jiān)測滯后、控制精度不足。企業(yè)引入塔訊 TX 131 - RE - DNM/TCP 網(wǎng)關(guān)，經(jīng)硬件端口連接、PLC 端導(dǎo)入 GSD 文件并配置通信參數(shù)與寄存器映射、傳感器端設(shè)置波特率和節(jié)點地址、網(wǎng)關(guān)適配兩端網(wǎng)絡(luò)及寄存器映射等步驟，實現(xiàn) DeviceNet 轉(zhuǎn) Modbus TCP 協(xié)議轉(zhuǎn)換。最終，PLC 能實時采集反應(yīng)釜溫壓液參數(shù)，依據(jù)策略精準調(diào)控，并監(jiān)測傳感器狀態(tài)，保障化工生產(chǎn)安全與產(chǎn)品質(zhì)量 。

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審核編輯 黃宇