GE IC687BEM731-AB
一、概述
GE IC687BEM731-AB 是通信扩展模块，其核心价值是为 GE 90-70 这一 legacy（ legacy ）PLC 系统提供 “跨协议互联 - 远程 I/O 扩展 - 新旧设备兼容” 的通信解决方案，作为 90-70 PLC 与外部设备的 “通信转换器”，通过支持多种工业协议，实现 PLC 与 HMI、DCS、第三方仪表及远程 I/O 站的稳定通信，适配电力行业 legacy 变电站自动化、制造业 legacy 生产线改造等场景，是延长 90-70 系统生命周期、降低升级成本的关键通信组件。
该模块采用工业级硬件设计，支持 GE VersaPro 编程软件配置，兼具协议兼容性与安装便捷性，可直接集成于 90-70 PLC 机架，无需大幅改造既有系统，成为 legacy 工业控制场景的高性价比通信升级选择。
二、技术参数
（一）通信与扩展参数
1. 通信协议与端口配置
- 原生支持：GE Genius Bus（90-70 PLC 专用总线，用于连接本地 I/O 模块）、Modbus RTU（RS-485 接口，适配第三方仪表如流量计、压力变送器）、DF1 协议（RS-232 接口，兼容 Allen-Bradley 早期 PLC）；
- 可选支持：通过扩展固件支持 Modbus TCP（需外接以太网转换模块）、Profibus-DP（从站模式，适配西门子变频器）；
- 1 个 Genius Bus 端口（用于连接 90-70 PLC 机架背板，实现与 CPU 的高速数据交互）；
- 2 个 RS-485 端口（半双工，支持 1200-115200bps 可调波特率，每端口最多连接 32 台 Modbus RTU 从设备）；
- 1 个 RS-232 端口（全双工，用于连接本地 HMI 或编程电脑，波特率 1200-115200bps）。
2. 数据传输与扩展能力
- Genius Bus 速率：1Mbps（与 90-70 CPU 通信，数据更新周期≤5ms，确保控制指令实时传输）；
- Modbus RTU 吞吐量：单 RS-485 端口最大数据吞吐量≥10kbps（支持 16 位寄存器读写，适配仪表数据采集）；
- 远程 I/O 扩展：通过 Genius Bus 可扩展最多 8 个远程 I/O 站（如 IC687BEM721 远程适配器），每个站支持 32 个 I/O 点，实现分布式控制。
（二）电气与环境参数
1. 供电与隔离
- 供电方式：通过 90-70 PLC 标准机架背板供电（5V DC，由 IC687PWR710 电源模块提供），单模块额定功耗≤2.5W（满负载通信时）；
- 通信端口隔离：RS-485/RS-232 端口与背板间具备 1000V AC 隔离（1 分钟耐压），抗共模干扰电压 ±150V DC，避免 legacy 系统接地不良导致的通信干扰；
- 电源隔离：内置电源滤波电路，抑制电源纹波（≤100mV），适配 legacy 系统老旧电源模块的输出波动。
2. 环境适应性
- 工作环境：温度 0℃-60℃（无降额运行，适配多数工业厂房环境），存储温度 - 40℃-85℃，相对湿度 5%-95% RH（无凝露）；
- 防护等级：模块本体 IP20（需安装于 90-70 标准控制柜内），PCB 板采用防潮涂层（适应 legacy 系统长期运行后的潮湿环境）；
- 电磁兼容：通过 IEC 61000-4-2（±6kV 空气放电）、IEC 61000-4-4（±1kV 电快速瞬变）测试，适配 legacy 车间内电机、变频器的电磁环境。
（三）系统兼容与配置参数
1. 系统适配
- PLC 兼容：仅适配 GE 90-70 系列 PLC（如 IC687CPU771、IC687CPU740 处理器），无法直接用于 RX3i 等新系列 PLC；
- 软件支持：适配 GE VersaPro V2.6 及以上版本（legacy 系统常用编程软件），支持通过 “梯形图” 或 “功能块” 配置通信参数（如 Modbus 从站地址、波特率、校验位）；
- 设备兼容：可与 GE 90-70 本地 I/O 模块（如 IC687MDL340 数字量输出模块）、legacy 第三方设备（如横河 YEWFLO 流量计、欧姆龙 E5CC 温控器）通过 Modbus RTU 通信。
2. 诊断与维护
- 本地诊断：模块面板配备 LED 指示灯（Power、Genius Bus、RS-485/RS-232 通信状态），如 “RS-485 红灯闪烁” 表示通信错误，便于现场快速排查；
- 故障上报：可通过 Genius Bus 向 90-70 CPU 上报 “通信超时”“端口故障” 等信息，触发 PLC 内部告警逻辑（如点亮报警灯、记录故障代码）；
- 参数存储：通信配置参数存储于非易失性存储器（EEPROM），断电后不丢失，避免 legacy 系统频繁重启导致的参数重置。
三、功能特点
（一）多协议兼容，解决新旧设备互联难题
支持 Genius Bus、Modbus RTU、DF1 等多协议，可无缝连接 90-70 PLC 与 legacy 设备及新购仪表。在某 legacy 火电厂辅机控制中，IC687BEM731-AB 通过：
- Genius Bus 与 90-70 CPU 通信（传输控制指令）；
- RS-485 端口连接 20 台 legacy 横河流量计（采集流量数据，Modbus RTU 协议）；
- RS-232 端口连接新购触摸屏 HMI（实现参数监控）；
无需更换 90-70 CPU，即可实现 “legacy 设备保留 + 新设备集成”，改造成本降低 40%。
（二）远程 I/O 扩展，优化 legacy 系统布局
通过 Genius Bus 扩展远程 I/O 站，可将 I/O 模块安装于现场设备附近，减少 legacy 系统的布线长度与信号衰减。在某 legacy 汽车冲压生产线改造中，模块通过 Genius Bus 连接 3 个远程 I/O 站：
- 站 1：安装于冲压机附近，采集限位开关信号（IC687MDL320 输入模块）；
- 站 2：安装于输送带旁，控制电机启停（IC687MDL340 输出模块）；
- 站 3：安装于液压站，监测油压传感器（IC687MDD440 模拟量输入模块）；
布线长度从原来的 50m 缩短至 10m，信号误码率从 0.5% 降至 0.01%，冲压精度提升至 ±0.1mm。
（三）稳定可靠，适配 legacy 系统长期运行
工业级硬件设计与隔离保护，确保在 legacy 系统的复杂环境下长期稳定运行。在某 legacy 化工储罐区控制中，模块已连续运行 12 年，其：
- 1000V AC 端口隔离抵御储罐区腐蚀性气体导致的接地故障；
- 电源滤波电路适应老旧 IC687PWR710 电源模块的输出波动（±5%）；
年均故障率≤0.5%，远低于 legacy 系统其他组件的平均故障率（2%）。
（四）低成本改造，延长 legacy 系统生命周期
无需更换 90-70 PLC 整机，仅通过加装该模块即可实现通信升级，相比 “整机更换为 RX3i 系统” 的方案，成本降低 70%。在某 legacy 冶金轧机控制改造中，通过 IC687BEM731-AB 的 RS-485 端口连接新购西门子 MM440 变频器（控制轧机转速），保留原有 90-70 CPU 与 I/O 模块，改造周期从 15 天缩短至 3 天，轧机停机损失减少 80 万元。
四、应用领域
（一）电力行业：legacy 变电站辅控系统
- 辅机设备监控：模块通过 Genius Bus 与 90-70 CPU 通信，RS-485 端口连接 15 台 legacy 油泵变频器（Modbus RTU 协议，采集转速、电流）、10 台温度巡检仪（采集轴承温度），实现辅机设备的集中监控，避免因 legacy 系统无法接入新仪表导致的人工巡检依赖；
- 数据上传改造：通过 RS-232 端口连接以太网转换器（如 MOXA MGate MB3180），将辅机数据转换为 Modbus TCP 协议上传至新建设备管理平台，实现 “legacy 系统数据接入新平台”，满足电网数字化改造要求。
（二）制造业：legacy 生产线升级
- 汽车零部件 legacy 生产线：模块通过 Genius Bus 扩展 2 个远程 I/O 站，分别安装于注塑机、装配线附近，RS-485 端口连接新购视觉传感器（检测零件缺陷，Modbus RTU 协议），保留原有 90-70 控制逻辑，实现 “legacy 生产线 + 新检测设备” 的融合，产品合格率从 98% 提升至 99.5%；
- 食品加工 legacy 生产线：RS-485 端口连接 8 台 legacy 包装机（Modbus RTU 协议，控制包装速度）、6 台新购重量检测秤（上传重量数据），通过 90-70 CPU 实现 “包装速度 - 重量检测” 联动控制，避免包装超重 / 欠重问题。
（三）化工行业：legacy 储罐区控制
- 液位与压力监控：模块 RS-485 端口连接 20 台 legacy 浮球液位计（Modbus RTU 协议，采集储罐液位）、12 台压力变送器（采集罐内压力），Genius Bus 与 90-70 CPU 通信，当液位超限时触发输出模块关闭进料阀，避免溢罐事故；
- 通信冗余改造：在关键储罐区配置 2 块 IC687BEM731-AB 模块（主备模式），通过 Genius Bus 双总线连接 90-70 CPU，当主模块故障时，备模块自动接管通信，确保 legacy 储罐区控制不中断。
（四）冶金行业：legacy 轧机 / 高炉控制
- 轧机转速控制：模块 RS-485 端口连接新购变频器（如 ABB ACS880），接收 90-70 CPU 的转速指令（Modbus RTU 协议），控制轧机工作辊转速，保留原有 90-70 的轧制力控制逻辑，实现 “legacy 控制逻辑 + 新驱动设备” 的组合，轧制速度调节精度提升至 ±1rpm；
- 高炉上料系统：Genius Bus 扩展 3 个远程 I/O 站，采集料车限位、料仓料位信号，RS-485 端口连接 legacy 料位计（Modbus RTU 协议），通过 90-70 CPU 实现上料流程自动化，减少 legacy 系统的人工干预。
五、选型与工程实施建议
（一）选型判断依据
- 系统兼容性：仅适配 GE 90-70 系列 PLC，需确认 CPU 型号（如 IC687CPU771/740），不可用于 90-30 或 RX3i 系列；
- 通信需求：需连接 Modbus RTU 设备（如 legacy 仪表、新购变频器）或扩展远程 I/O 站时优先选择；若需以太网通信，需搭配第三方以太网转换器；
- legacy 系统状态：适用于 90-70 CPU 功能正常但通信端口不足 / 协议不兼容的场景；若 CPU 已故障且无备件，建议直接升级为 RX3i 系统。
（二）外围配置推荐
- 通信设备：
- RS-485 总线：采用双绞屏蔽线（截面积 0.75mm²），终端匹配 120Ω 电阻（减少信号反射），屏蔽层单端接地（接地电阻≤4Ω）；
- 以太网转换：需外接 Modbus RTU 转 TCP 模块（如 MOXA MGate MB3180），实现与新系统的以太网通信；
- 电源配置：必须使用 90-70 标准电源模块（如 IC687PWR710，输出 5V DC/10A），老旧电源需先检测输出纹波（≤100mV），避免电源波动导致模块通信异常；
- 备件准备：由于为 legacy 模块，建议备用 1-2 块同型号模块，同时留存 VersaPro 软件安装包与配置文件，避免软件丢失导致的后期维护困难。
（三）安装与调试注意事项（适配 legacy 系统操作）
- 安装规范：
- 模块需安装于 90-70 标准机架的 “I/O 插槽”，确保与 CPU 的 Genius Bus 通信正常；
- 与变频器、电机等强干扰设备间距≥200mm，RS-485 线缆与动力线缆分开敷设（间距≥300mm）；
- 参数配置：
- 通过 VersaPro 软件的 “通信配置向导” 设置 Modbus RTU 参数（波特率、数据位、校验位需与从设备一致）；
- Genius Bus 速率默认 1Mbps，不可修改（90-70 系统固定速率）；
- 调试验证：
- 通信测试：使用 Modbus 调试软件（如 ModScan32）连接 RS-485 端口，读取从设备寄存器（如流量计的 “流量值寄存器 40001”），确认数据读取正常；
- 故障测试：断开某 RS-485 从设备线缆，观察模块 LED 指示灯是否显示 “通信错误”，CPU 是否上报故障信息；
- 兼容性测试：新购设备（如变频器）需先通过 “Modbus RTU 模拟从站” 测试通信兼容性，避免协议细节差异导致的通信失败。
