一、行業(yè)背景
隨著環(huán)保政策趨嚴，污水處理行業(yè)對自動化、數(shù)據(jù)實時性和設備兼容性需求激增。傳統(tǒng)污水處理廠普遍存在設備協(xié)議異構（如DeviceNet、PrfiNet混用）、數(shù)據(jù)孤島嚴重的問題，現(xiàn)需通過穩(wěn)聯(lián)技術DeviceNet轉PrfiNet協(xié)議轉換網(wǎng)關實現(xiàn)設備互聯(lián)，提升智能化水平。
項目需求
某大型污水處理廠需將原有歐姆龍CJ2M-CPU33（DeviceNet主站）控制的曝氣風機、污泥泵與新增西門子S7-1500PLC（PrfiNet主站）實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，目標包括：
1. 設備互聯(lián)：將DeviceNet設備接入PrfiNet網(wǎng)絡，統(tǒng)一中控系統(tǒng)監(jiān)控；
2. 實時控制：實現(xiàn)曝氣量、污泥回流比的閉環(huán)調(diào)節(jié)；
3. 數(shù)據(jù)追溯：歷史數(shù)據(jù)存儲至SCADA系統(tǒng)，滿足環(huán)保部門監(jiān)管要求。

方案設計
核心設備
協(xié)議轉換網(wǎng)關：穩(wěn)聯(lián)技術PrfiNet轉DeviceNet（支持Prfinet從站與DeviceNet從站雙向通信）；
PrfiNet主站：西門子S7-1500CPU1516-3PN/DP；
DeviceNet主站：歐姆龍CJ2M-CPU33；
從站設備：安川變頻器（DeviceNet接口，型號：VS-606V7）、E+H流量計。

拓撲結構
S7-1500(PrfiNet主站)→PrfiNet轉DeviceNet智能網(wǎng)關（Prfinet從站）

CJ2M-CPU33(DeviceNet主站)→安川變頻器/流量計（DeviceNet從站）實施過程
1.硬件配置
網(wǎng)關參數(shù)：
Prfinet側：IP地址192.168.1.100，設備名稱“WL-PN-DVN”；
DeviceNet側：波特率500kbps，站地址0；
PLC組態(tài)：
TIAPrtal中導入DeviceNet轉PrfiNet邊緣計算網(wǎng)關的GSDML文件，分配輸入/輸出各128字節(jié)；
映射變頻器頻率指令（輸出字節(jié)0-1）、流量計瞬時流量（輸入字節(jié)2-3）。

2.數(shù)據(jù)映射邏輯
Prfinet輸入?yún)^(qū)（PLC接收）→網(wǎng)關內(nèi)部緩沖區(qū)→DeviceNet輸出區(qū)（變頻器/流量計）
Prfinet輸出區(qū)（PLC發(fā)送）←網(wǎng)關內(nèi)部緩沖區(qū)←DeviceNet輸入?yún)^(qū)（變頻器/流量計）
3.關鍵配置步驟
DeviceNet網(wǎng)絡掃描：
使用歐姆龍CX-Integratr掃描從站設備，確認安川變頻器站地址為1，流量計為2；
EDS文件導入：
將安川、E+H的EDS文件加載至WL-PN-DVN配置軟件，建立設備對象字典映射；
異常處理：
通過網(wǎng)關狀態(tài)燈（RUN/ERR）診斷通信故障，例如ERR燈閃爍表示DeviceNet波特率不匹配。
成果與價值
1. 效率提升：
曝氣量調(diào)節(jié)響應時間從3秒縮短至200ms，降低能耗12%；
中控室可實時監(jiān)控20臺DeviceNet設備狀態(tài)，故障排查效率提升40%。
2. 合規(guī)性：
數(shù)據(jù)存儲周期達5年，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》要求；
3. 擴展性：
支持后續(xù)接入MdbusTCP儀表（通過WL-PN-DVN的級聯(lián)功能）。

審核編輯 黃宇