案例背景

隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮募ぴ觯笮凸夥娬緮?shù)量不斷攀升。某新建的大型分布式光伏電站，占地面積廣袤，分布著數(shù)以萬計(jì)的光伏板及配套設(shè)備。在電站運(yùn)營過程中，傳統(tǒng)的人工巡檢與分散的數(shù)據(jù)采集方式難以滿足精細(xì)化管理需求。一方面，眾多逆變器、匯流箱等設(shè)備采用 modbus rtu 協(xié)議進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)傳輸速率有限且組網(wǎng)靈活性差；另一方面，電站的中央監(jiān)控系統(tǒng)基于 Ethernet/ip協(xié)議構(gòu)建，旨在實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的快速傳輸與遠(yuǎn)程監(jiān)控，以便運(yùn)維人員實(shí)時(shí)掌握電站全局運(yùn)行狀況。Ethernet/ip轉(zhuǎn)modbus rtu 協(xié)議網(wǎng)關(guān)解決不同協(xié)議之間的隔閡導(dǎo)致數(shù)據(jù)交互不暢，嚴(yán)重制約了電站智能化管理的推進(jìn)。

硬件配置

1. 光伏逆變器：選用華為 SUN2000 系列，該系列逆變器最大轉(zhuǎn)換效率可達(dá) 99% 以上，在全球光伏市場占有率領(lǐng)先。其支持 modbus rtu 通信協(xié)議，擁有 RS485 通信接口，可實(shí)時(shí)反饋光伏板的發(fā)電數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等關(guān)鍵信息。例如，能精確測量直流輸入電壓范圍為 200 - 1500V，直流輸入電流最大可達(dá) 13.6A。

2. 中央控制系統(tǒng)：采用羅克韋爾 ControlLogix 5580 系列 PLC 作為核心控制器。該 PLC 具備高性能的處理器，運(yùn)算速度可達(dá) 0.0625 微秒 / 指令，擁有多個(gè)以太網(wǎng)端口，可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信與多設(shè)備連接，能夠高效處理海量數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能控制。

3. 協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)：塔訊 TX 131-RE-RS/EIS 網(wǎng)關(guān)，其 Ethernet/ip 接口支持 10/100Mbps 自適應(yīng)以太網(wǎng)連接，確保網(wǎng)絡(luò)通信的高速與穩(wěn)定；RS485 接口支持標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS RTU 協(xié)議，通信波特率可在 1200 - 115200bps 范圍內(nèi)靈活設(shè)置。

操作步驟

1. 硬件連接

· 將 TX 131-RE-RS/EIS 網(wǎng)關(guān)的 Ethernet/ip 接口通過超五類網(wǎng)線與羅克韋爾 ControlLogix 5580 PLC 的以太網(wǎng)端口緊密相連，確保網(wǎng)絡(luò)連接牢固且無松動(dòng)，保障網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性。

· 利用 RS485 線纜，將網(wǎng)關(guān)的 A+、B - 端子分別與華為 SUN2000 逆變器的 RS485 接口的 A、B 端精準(zhǔn)對接，注意接線順序正確，避免接反導(dǎo)致通信故障。

2. 軟件配置 - PLC 端

· 在羅克韋爾的 Studio 5000 編程軟件中，打開項(xiàng)目文件，進(jìn)入設(shè)備組態(tài)界面。

· 點(diǎn)擊 “導(dǎo)入設(shè)備” 選項(xiàng)，選擇 TX 131-RE-RS/EIS 網(wǎng)關(guān)對應(yīng)的 EDS 文件，等待軟件自動(dòng)識(shí)別并加載網(wǎng)關(guān)設(shè)備信息。

· 在設(shè)備列表中選中Ethernet/ip轉(zhuǎn)modbus rtu網(wǎng)關(guān)設(shè)備，進(jìn)入屬性設(shè)置界面，設(shè)置其網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，包括 IP 地址（例如 192.168.1.100）、子網(wǎng)掩碼（255.255.255.0）、網(wǎng)關(guān)（192.168.1.1）等，確保與電站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境完美適配。

· 進(jìn)入數(shù)據(jù)映射配置頁面，根據(jù)逆變器的數(shù)據(jù)采集需求，合理規(guī)劃輸入輸出數(shù)據(jù)的映射關(guān)系，明確哪些逆變器的數(shù)據(jù)應(yīng)傳輸至 PLC 的哪些寄存器，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理與分析。

3. 軟件配置 - 逆變器端

· 打開Ethernet/ip轉(zhuǎn)modbus rtu網(wǎng)關(guān)配置軟件，進(jìn)入 modbus rtu 參數(shù)設(shè)置界面。

· 依據(jù)華為 SUN2000 的通信手冊，設(shè)定波特率為 9600bps，數(shù)據(jù)位 8 位，停止位 1 位，無校驗(yàn)，確保通信的準(zhǔn)確性與高效性。

· 在從站地址設(shè)置欄，準(zhǔn)確設(shè)置逆變器的從站地址（例如 1），以及需要讀取的寄存器地址，如直流電壓對應(yīng)的寄存器地址 40001、直流電流對應(yīng)的 40002、交流功率對應(yīng)的 40003 等關(guān)鍵參數(shù)對應(yīng)的寄存器。

通過這樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐渲茫_克韋爾 PLC 能夠借助 TX 131-RE-RS/EIS 網(wǎng)關(guān)，實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地采集華為逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)快速傳輸至中央監(jiān)控系統(tǒng)。運(yùn)維人員可通過監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)掌握電站的發(fā)電情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，實(shí)現(xiàn)對光伏電站的智能化、高效化管理。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，引入該網(wǎng)關(guān)后，電站故障排查時(shí)間縮短了 70%，發(fā)電效率提升了 5%，為電站創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益與運(yùn)維優(yōu)勢。