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网关、网桥在自动化系统中完成协议转换功能的工程实例

⑴ 典型的MCC、PCC监控系统

图2是典型的工厂配电监控中MCC（Motor Control Center）、PCC（Power Control Center）监控系统。目前，国产MCC、PCC一般价格在1000~3000元之间，每台设备至少50个字节的通信数据。目前价格在2000元以上的MCC、PCC通常具有PROFIBUS-DP接口，而价格1000元左右的MCC、PCC通常采用低成本的MODBUS/485协议。

在一个实际工厂配电监控项目中，MCC加上PCC一般有200台以上，大工程可以到1000台。采用PROFIBUS网络连接，波特率通常使用187.5K。理论上一条PROFIBUS总线上多有125个站点，每段多有32个站点。超过32站点需要中继器来分隔网段。可以计算，对一个500~600台设备的项目，至少需要5条PROFIBUS网络，也就是5个PROFIBUS主站。PROFIBUS网络向上通常需要连接到工厂主控系统骨干网络，如DCS系统的Ethernet-TCP/IP；因此需要PROFIBUS网关功能是：向下有一个或多个（如5个）PROFIBUS主站接口，向上是Ethernet-TCP/IP接口；网关好是开放的（嵌入式）系统，比如WinCE或Win2000等，用户可以自主开发应用层协议，比如MODBUS/TCP等。

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如果MCC、PCC采用MODBUS/485协议，系统组成成本相对要低；同样需要网关：向上是Ethernet-TCP/IP接口；向下有一个或多个MODBUS/485主站接口。MODBUS连接都采用RS-485，波特率通常使用19.2K。理论上一条MODBUS总线上多有255个站点，每段多有32个站点。超过32站点需要中继器来分隔网段。

⑵ A市地铁一号线旅客信息和显示系统

A市地铁一号线，在每个地铁站都有若干PIIS（旅客信息和显示系统）、和DTI（停站时分指示器）；PIIS用来显示到达本站的下一列车的到达时间、及目的地站名；DTI显示以秒为单位向车站中的司机显示出站时间。

PIIS和DTI均为带有RS-485的通信接口，通信协议是项目规定定义。PIIS和DTI所显示数据均来自PROFIBUS主站（RTU DP Master），因此PIIS和DTI都需要使用PROFIBUS/RS485总线网关连接到PROFIBUS-DP网络上。本项目每个车站有4 块PIIS和2 块DTI，共用6块PB-B-RS485总线桥；16个车站总计使用96块PB-B-RS485总线桥。这可以算是一次较大规模、应用于关键工程中的现场总线网关的应用实例。目前项目以通车近2年，设备、系统运行状态良好。见图3。

⑶ B市地铁五号线

B市地铁五号线的环境与设备监控系统包括16个地下车站的站级子系统、7个地面车站站级子系统、C停车场的站级子系统、D车辆段的站级子系统。该系统对B市地铁五号线23个车站及停车场、车辆段的暖通空调系统、给排水、低压配电与动力照明系统、电梯系统、门系统、车站事故照明电源等车站设备进行、有效地进行自动化监控及管理；及时、准确的将监视数据上传给综合监控系统，同时接收综合监控系统所下达的模式控制、单点控制等控制指令；确保设备处于、可靠、、节能的佳运行状态，从而提供一个舒适的乘车环境。并能在火灾或阻塞等灾害状态下，地协调车站设备的运行，充分发挥各种设备应有的作用，保证乘客的和设备的正常运行。

地下站的系统结构如下图4（地上站的系统结构类似）：系统的车站级网络结构为冗余双环网， A、B两端的冗余PLC与RI/O之间的总线为冗余双总线，系统与现场的第三方通讯设备之间的联接是利用双总线通过Y-LINK下挂的单总线进行联接的。

监控系统所连接的通讯设备有：ISCS、冷水机组(350KW以上)、冷水机组(350KW以下)、消防应急电源EPS、风机ATV变频器、多联分体空调、斜拉桥景观照明、冷却塔变频器、火灾自动报警系统（FAS）、轮椅升降台、无机房电梯、自动人行道、6M以下自动扶梯、6M以上自动扶梯、UPS、振动检测模块。

监控系统与现场设备第三方通讯接口形式有： RS485-ASCII、LONWORKS、MODBUS-RTU、Profibus-DP。所有第三方现场设备都要连接到PROFIBUS-DP上，因此需要使用PROFIBUS/MODBUS、PROFIBUS/ LONWORKS及PROFIBUS到自定义协议的通信网关来实现连接。


⑷ PROFINET/CBA

PROFINET是PROFIBUS国际组织提出的工业以太网技术标准。PROFINET强调对原投资的保护，也就是要能够与现有的现场总线系统（PROFIBUS、INTERBUS）互连，实现数据的透明传输。PROFINET/CBA是针对车间级网络监控提出的解决方案。CBA将生产单元设备看成工艺技术模块，将其封装成PROFINET组件，定义输入/输出数据，实现组件之间的集成。CBA不在意工艺技术模块内部的实现技术方案，内部采用什么现场总线，一律通过“代理服务器”将各种现场总线系统连接到PROFINET上。“代理服务器”至少有协议转换网关功能，并有控制器等其它功能。

PROFINET/CBA图见书

Atlas Copco 2901200308 

Atlas Copco 1900071012 

Atlas Copco 1900071103 

Atlas Copco 1900-0590-44 

Atlas Copco JECG728 

Atlas Copco 2102-S7/S74-230

Atlas Copco 1900-0590-93