一、行业背景
随着环保政策趋严,污水处理行业对自动化、数据实时性和设备兼容性需求激增。传统污水处理厂普遍存在设备协议异构(如DeviceNet、PrfiNet混用)、数据孤岛严重的问题,现需通过稳联技术DeviceNet转PrfiNet协议转换网关实现设备互联,提升智能化水平。
项目需求
某大型污水处理厂需将原有欧姆龙CJ2M-CPU33(DeviceNet主站)控制的曝气风机、污泥泵与新增西门子S7-1500PLC(PrfiNet主站)实现数据互通,目标包括:
1. 设备互联:将DeviceNet设备接入PrfiNet网络,统一中控系统监控;
2. 实时控制:实现曝气量、污泥回流比的闭环调节;
3. 数据追溯:历史数据存储至SCADA系统,满足环保部门监管要求。
方案设计
核心设备
协议转换网关:稳联技术PrfiNet转DeviceNet(支持Prfinet从站与DeviceNet从站双向通信);
PrfiNet主站:西门子S7-1500CPU1516-3PN/DP;
DeviceNet主站:欧姆龙CJ2M-CPU33;
从站设备:安川变频器(DeviceNet接口,型号:VS-606V7)、E+H流量计。
拓扑结构
S7-1500(PrfiNet主站)→PrfiNet转DeviceNet智能网关(Prfinet从站)
CJ2M-CPU33(DeviceNet主站)→安川变频器/流量计(DeviceNet从站)实施过程
1.硬件配置
网关参数:
Prfinet侧:IP地址192.168.1.100,设备名称“WL-PN-DVN”;
DeviceNet侧:波特率500kbps,站地址0;
PLC组态:
TIAPrtal中导入DeviceNet转PrfiNet边缘计算网关的GSDML文件,分配输入/输出各128字节;
映射变频器频率指令(输出字节0-1)、流量计瞬时流量(输入字节2-3)。
2.数据映射逻辑
Prfinet输入区(PLC接收)→网关内部缓冲区→DeviceNet输出区(变频器/流量计)
Prfinet输出区(PLC发送)←网关内部缓冲区←DeviceNet输入区(变频器/流量计)
3.关键配置步骤
DeviceNet网络扫描:
使用欧姆龙CX-Integratr扫描从站设备,确认安川变频器站地址为1,流量计为2;
EDS文件导入:
将安川、E+H的EDS文件加载至WL-PN-DVN配置软件,建立设备对象字典映射;
异常处理:
通过网关状态灯(RUN/ERR)诊断通信故障,例如ERR灯闪烁表示DeviceNet波特率不匹配。
成果与价值
1. 效率提升:
曝气量调节响应时间从3秒缩短至200ms,降低能耗12%;
中控室可实时监控20台DeviceNet设备状态,故障排查效率提升40%。
2. 合规性:
数据存储周期达5年,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求;
3. 扩展性:
支持后续接入MdbusTCP仪表(通过WL-PN-DVN的级联功能)。
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