DCS与PLC通讯技术的实施策略

1、dcs与plc通讯技术的实施策略刘建宇大庆炼化公司机电仪要：本文以大庆炼化公司siemens plc和yokogawa cs3000之间的通 讯为对象，介绍plc与dcs之间modbus通讯策略，并结合应用实例， 着重分析了一些技术要点、难点及解决方案。关键词：plc, cs3000, tps, modbusmethod of actualizing dcs and plc communication technologyliu jianyudaqing refining & chemical companyabstract：this essay takes

2、 the communication between siemens plc andyokogawa cs3000 of daqing refining and chemical company as example to introduce the strategy to modbus communication between plc and dcs moreover, this article links some practical examples together analyzing selectively some points, difficulties and solutio

3、ns of technology.key word : plc, cs3000, tps, modbus刖吞随着dcs系统在化工自动化领域的广泛应用，其功能已不仅仅是完成控制和操作， 在很大程度上还要整合其它各辅助系统的运行信息和生产数据，并将这些数据提供给操作 人员和管理者。因此，dcs系统如何实现与第三方系统间通讯进行数据交换，越來越被更 多的用户重视并广泛应用。大庆炼化公司30万吨/年聚内烯装置dcs控制系统是cs3000系统，有5套pk包机组采用 西门子独立的s7400plc系统，并与cs3000进行modbus通讯。在dcs与plc通讯时，dcs 只能作为主设备，plc作为从设备。m

4、odbus为单主站网络协议，所以系统中只能够有一个 modbus主站，并且只能够实现主站和从站的数据交换，从站之间不能进行数据交换。西门子 cp340/cp341/cp440/cp441-1/cp441-2 模块是 s7300/400系列 plc'p 的串行通讯 模块，该模块具有串行通讯口。可以使用这种通讯模块实现s7300/400与其他串行通讯设备 的数据交换，例如打印机、扫描仪、仪表、modbus主从站、data highway站、变频器， uss站等。卜面以cp341与alr为例介绍其通讯功能，其网络框图如图1所示。一、通讯的硬件配置1、cs3000系统的alr121通讯卡alr

5、121通讯卡支持rs 422/485通讯，其接i定义和通讯接线如图2所示。rs485接 线采用普通的3线接法。2、西门子cp341通讯卡cp341通讯模块是西门了 s7-300/400系列plc中的吊行通讯模块，具有1个串行通讯口（rs232c或rs485/422）。可以使用这种通讯模块实现s7300/400与其它出行通讯设备 的数据交换其物理接口如图3所示。图1 cp341与alr 121通讯网络示意图3、cp341 与 alr121 连接进行rs485通讯吋，将cp341的4、8、11端子与alr121的tx+、tx、sg端子连接，接线图如图4所示。alr121alr121external

6、 quipnwntr1: trmnaton rosisonoo at 120 ohmr2: accordng to the insruaion on thg subsystem skfoterminal namesignal nametx+send datatx-send datarx+receive datarx-receive datasgsignal ground图2alr121硬件接口female connector on cp341 rs422/485pindesignationinpuuoutputmeaning12t(a)-outputtransmitted data (four

7、-wire operation)3破;4r(ay t(a)-input input/outputreceived data (four-wire operation) received/transmitted data (two-wire operation)%承5一6pl78gndfunctional ground (floating)9t(b)*outputtransmitted data (four-wire operation)1011r(by t(b)*input input/outputreceived data (four-wire operation) received/tra

8、nsmitted data (two-wire operation)12131415图3cp341硬件接口图4 rs485通讯cp341与 alr121接线图二、软件组态下而以聚丙烯pk301机组s7-414h型plc与cs3000系统间通讯为例，介绍cp341和alr121如何进行通讯组态和编程的。1、plc软件编程首先安装step7 v5.3 + sp2版编程软件和cp341模板所带的软件驱动程序。在硕件 配置中定义cp341通讯卡，如图5所示。在标记cp 341选择nedit > object properties",或 者双击 cp 341,显示图 6.0,不必在&qu

9、ot;general", "addresses"和"basic parameters"标签中做任 何设置。点击” parameters"按钮来参数化波特率9600,偶校验等参数，这里非常重要的一 点就是plc作为modbus通讯的从站地址“10”的定义，如图6.1所示。然后再设定 modbus从站的function code地址与plc屮m, 1, q等地址的对应关系。图6.2是定义 modbus通讯rs485协议的定义，图6.3是定义调用的db60和db61数据块。图5 cp341通讯卡硕件组态图6.0 cp341屈性显示modbu

10、s通讯连接图6.1cp341通讯从站端口定义protocolgtmrd | nodbus-slave | fc 01,05,15 fc 02 pc 03,06,16 | fc 04 lmiti inurf'ict0ptrttin( mod*full-dupltx (rs 422) four-iirt 0p« half-duplex (rs 485) two-lire op创pr«s«ttxnc of tht rtct>vin< line fontr sicnd rs)evaluation)5 volt(break signal signal溜0

11、 volt5 volt图6.2 cp341中定义rs485通讯图6.3 cp341中定义调用的db数据块2、cs3000系统组态在cs3000组态屮，首先耍对alr121的定义。定义为兀余型通讯卡，通讯端口为 port2o如图7所示。然后定义端u port2的通讯参数，波特率9600bps,偶校验，响应 时间等，如图8所示。在定义完通讯卡属性后，最最重要的一项工作就是在alr121中定义通讯点的地址。 如图9所示。其屮关键参数是：size： 44port： 2station： 10device & address: a30061 （数字量）device & address: a

12、30080 （模拟量）datatype： input （32-bit floating）label： %tt3501（仅以模拟量温度指示tt3501为例）device&address的地址a30080是plc编程者提供的modbus通讯地址的起始 地址，以后的排列顺序必须与plc提供的地址表相一致。“device & address”在modbus plc的地址结构如下：< function code> + <device type> + <address of the device>“xxxx”是modbusplc通讯的起始地址，范围是1

13、65535 （1h to ffffh）,对 于pk301机组模拟量通讯的起始地址就是a30080,数字量通讯的起始地址就是a30061。图7 alr121通讯卡属性定义response triwout.o£ re tri upozi response2 zds1 timeopti onsinterv<x coxmecti oxt r<tr i zxtt<cter tout v<lu«2-wir«/4-wir« settince 2-wir« 4-wir图8 alr121通讯卡通讯端口定义elewentsizeportst

14、ationdevice&addr巳 ssd&t& typereversescanservice contnentlabel(%ww0109102叫金006心input(discrete)bitsnormaldi from pk301%ww0110*丿*di from pk301%ww0111*di from pk301mm 12*1di from pk301%ww0113*di from pk301%ww0114*di from pk301%ww0115*二di from pk301%ww0116*士*di from pk301%ww0117*di from pk301

15、%ww0118*+di from pk301%ww01192210a30071input(16-bit signed)nonormalstatus code%a271%ww0120仝仝女*”*士status code泌 a275%ww012144210<(a3oo8o 、input(32-bit floating)nonorwalal from pk301%tt3501%wwo122*+>丿%wwo123al from pk301%tt3502mm2 4*图9 alr121屮定义通讯点的地址对于数字量通讯，在定义完硕件地址a30061等参数后，要记住ww0109地址，然 后如图10

16、在fcs0101的switch屮定义通讯点变量详细地址。注意，由于lword=8byte = 16bit,因此%ww0109对应%wb10901 wb109016,可以定义16个数字量。按照plc 程序提供的通讯变量顺序定义地址，如图11所示。具中tag name是在cs3000系统中调 用的变量名称，如变量tt3506as就是温度传感器故障报警信息，在dcs流程图屮的调用 见图12所示。system vie< (cs3000) - switchfile edit view tools load project fcs kis kelp喇画|厨 k|对笼i砂呢i亍|£|匹任凶屠

17、 車；二|眩|人|all foldersppened folder : switch-_j system view± j yibiao-口 dqpp+ common -口 fcs0101comfiguratioh seq.library iom switch message functioh bibckcommdatawlwbtagdeftypecommunication i/omodified+e!s§switchdef §switchdef2 silswi tchbef3 sjjswi tchde£4 )gswi tchdefcommunicatio

18、n i/o tagcom on switchcommon switchcommon switchcommon switchglobal switch2006/09/01 15:492006/09/01 15:492006/08/28 10:102004/11/06 16:182004/10/25 15:412005/04/15 16:342005/08/20 14:05图10在switch屮定义通讯点变量图11数字量通讯点地址分配general text graphic modify modify coordinates | data bind change color 三red|homodi fy string厂 invert stringdata typeconditional fcontinue the conditiocess data& tt3506as. pv=1m. j color changei b .| i .i ccondi tiondata type：1rediovonott3506as pv=1process data2grttnvovonott3506as pv=oprocess data parsingokoo$eappch«n<« tjgpt j always execute |mo