幾種自控通訊問題的處理改進方法

劉亮

(青島石化檢修安裝工程有限責(zé)任公司，山東 青島 266043)

下面以幾個工作遇到幾個具體通訊問題，闡述儀表通訊中的應(yīng)用:

1.DCS與PLC三種連接方式:modbus協(xié)議下，CP341模塊，以太網(wǎng)協(xié)議下的通過CP343-Lean模塊經(jīng)路由器與DCS連接，通過MPI接口做冗余后經(jīng)過轉(zhuǎn)換器與PG連接。中海油三套成套設(shè)備中，以上三種通訊方式都存在。

一般情況下都是用自帶的MPI接口做冗余后經(jīng)過ADP轉(zhuǎn)換器與PG連接。假若選擇的控制器接口較少時，S7-200只能通過modbus的主從協(xié)議方式，通過S7-200設(shè)置為主站，根據(jù)modbus一主多從的方式，實現(xiàn)一個接口與幾個設(shè)備互聯(lián)通訊的功能，S7-300由于其先進的擴展性能，在自身接口較少的情況下，可以擴展CP341模塊加加密狗，通過modbus協(xié)議與主從設(shè)備進行通訊，這種連接通訊方式下，主控器在通訊協(xié)議的主從性能要求就不是很大，以太網(wǎng)協(xié)議下還可以通過CP343-Lean模塊配加密狗經(jīng)路由器掛接到DCS所在的網(wǎng)段進行通訊，相對于通訊modbus協(xié)議通訊來說，速率高，設(shè)置簡單，缺點與CP341相同，需要購買西門子的加密狗，成本較高。

2.根據(jù)MODBUS通訊協(xié)議，一個MODBUS主站，可以與多個從站通訊。接口滿足的情況下，S7300可以滿足同時為modbus主、從站的需求，現(xiàn)PLC的兩個端口均已用完，但PLC與現(xiàn)場流量計通訊方式為:PLC作為主站，流量計作為從站，因此DCS可采用MODBUS從站方式與PLC進行通訊，西門子PLC對DCSMODBUS從站進行寫操作。只需將DCSMODBUS通訊線并連與流量計通訊線接在一起即可。

通訊協(xié)議:標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議

從站地址:14

波特率:9600

數(shù)據(jù)位:8

奇偶校驗:無

停止位:1

根據(jù)數(shù)據(jù)長度，我們可將累積量使用自定義4字節(jié)變量，數(shù)據(jù)范圍為±1.175490351E-38～3.402823466E+38，可以滿足天然氣累積量的需求。其他變量采用2字節(jié)半浮點型即可滿足變量范圍的需求。

3.集散系統(tǒng)采用浙大中控DCS，每個裝置單獨控制器進行控制，裝置間聯(lián)系又比較密切，用到的站間通信較多，采用的純正的對等式網(wǎng)絡(luò)，不容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓的情況，工程師站基本功能具備，但是時間和歷史服務(wù)器統(tǒng)一管理協(xié)調(diào)性差，每臺操作站作為自己的歷史服務(wù)器，不會出現(xiàn)因為歷史服務(wù)器故障或者重啟，歷史趨勢丟失的情況。不管上位或者下位修改組態(tài)都要重新編譯區(qū)別于FOXBORO系統(tǒng)修改下載即可執(zhí)行的特點，與和利時系統(tǒng)差不多修改組態(tài)較為繁瑣。無HART通訊功能，不便于現(xiàn)場設(shè)備維護、管理。

4.采用多種通訊形式實現(xiàn)多自控系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享:中海油重質(zhì)油加工中心裝車場從現(xiàn)場裝車控制到控制室DCS顯示及控制功能由三套套控制系統(tǒng)分別為浙大中控DCS和西門子PLC S7-300以及深圳奧圖威爾由GE PLC完共同完成，其中浙大中控DCS作為中心控制室完成顯示監(jiān)視功能，西門子PLC完成現(xiàn)場發(fā)油機泵的啟停及狀態(tài)采集，GE PLC完成現(xiàn)場裝車、刷卡、計量采集等任務(wù)，三大控制體系之間的數(shù)據(jù)共享主要依靠modbus通訊以及光纖遠(yuǎn)傳以及以太網(wǎng)實現(xiàn)，可以說裝車場整個現(xiàn)場到最終控制室的整個數(shù)據(jù)網(wǎng)應(yīng)用到自控系統(tǒng)的大部分通訊，下面詳細(xì)闡述通訊在三大控制體系完成數(shù)據(jù)共享功能:

1.浙大中控DCS與現(xiàn)場操作室操作站通過CIMPLICITY window軟件上位軟件的串行通訊設(shè)置通過RS485實現(xiàn)modbus通訊，經(jīng)過RS485、光纖轉(zhuǎn)換器遠(yuǎn)傳到中控室，實現(xiàn)DCS上位機的數(shù)據(jù)顯示。

2.現(xiàn)場16臺GE PLC通過modbus支持的主從協(xié)議，通過控制電纜連接到操作室，經(jīng)過RS485、以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后連接到操作站所在的網(wǎng)段，進行數(shù)據(jù)交互。

3.操作室西門子PLC S7-300經(jīng)過卡件CP343節(jié)點，通過以太網(wǎng)連接到路由器，從而進入操作站所在的網(wǎng)段，完成數(shù)據(jù)交互，其中S7-300 CP315控制器通過profibus-DP總線通訊完成與下級I/O卡件的級聯(lián)。由于上位軟件的原因，GE、西門子PLC通過到操作站的數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過三方軟件KEPServer完成數(shù)據(jù)交互到上位顯示。

從上面可以看出，目前485串行接口通訊方式，依然是小型系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的主流，隨著其他通訊方式的優(yōu)化以及通訊成本的降低，這些通訊的優(yōu)化與串口通訊配合，克服了一些485接口通訊方式的弊端，例如，485通訊距離以及抗干擾能力較差，較大距離一般都是通過加中繼器以及終端電阻來實現(xiàn)，隨著光線技術(shù)的發(fā)展及普及，以及中間接口轉(zhuǎn)換設(shè)備的技術(shù)成熟，目前完全可以采用485/光纖轉(zhuǎn)換器，將modbus協(xié)議以光的速度傳播到更遠(yuǎn)的距離。

結(jié)束語:隨著現(xiàn)代技術(shù)的日新月異，和儀表專業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢，讓我們有必要從原理和現(xiàn)場實際應(yīng)用都比較熟知了解常用的通訊技術(shù)，本人才疏學(xué)淺，以上所列通訊方面的知識，拿出來供專家評委批評指正，希望給予寶貴意見和指導(dǎo)。

［1］各種串行通信全套資料匯編，張輝著，化學(xué)工業(yè)出版社，2011.