CENTUM—CS3000 DCS系統(tǒng)通訊應用

【摘 要】隨著DCS系統(tǒng)在化工自動化領域的廣泛應用，其功能已不僅僅是完成控制和操作，在很大程度上還要整合其它各輔助系統(tǒng)的運行信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)， SIS系統(tǒng)需要與DCS進行通訊，現(xiàn)有DCS系統(tǒng)為橫河的CENTUM-CS3000，系統(tǒng)結構為FIO。SIS系統(tǒng)為TRICONEX的TS3000，均為MODBUS協(xié)議通訊，本文以CS3000 與TS3000之間的通訊為對象，介紹DCS MODBUS通訊策略，并結合應用實例，著重分析了一些技術要點、難點及主要故障處理。

【關鍵字】CENTUM-CS3000；TRICONEX-TS3000；TMR MODBUS協(xié)議；通訊

隨著DCS系統(tǒng)在化工自動化領域的廣泛應用，其功能已不僅僅是完成控制和操作，在很大程度上還要整合其它各輔助系統(tǒng)的運行信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)提供給操作人員和管理者。因此，DCS系統(tǒng)如何實現(xiàn)與第三方系統(tǒng)間通訊進行數(shù)據(jù)交換，越來越被更多的用戶重視并廣泛應用。DCS控制系統(tǒng)為橫河公司的CS3000系統(tǒng)，為FIO結構。CS3000系統(tǒng)與TRICONEX的TS3000系統(tǒng)采用MODBUS協(xié)議進行通訊。

一、DCS系統(tǒng)設置

DCS系統(tǒng)與TRICONEX的TS3000系統(tǒng)通訊，通訊卡件為ALR121，包含了數(shù)字量、模擬量的雙向通訊。

（一）DCS系統(tǒng)的ALR121通訊卡

ALR121通訊卡通訊RS485接線采用4線制接法。

在CS3000組態(tài)中，首先要對ALR121的定義。定義為冗余型通訊卡，通訊端口為PORT2。然后定義端口PORT2的通訊參數(shù)，波特率9600BPS，偶校驗，響應時間，通訊線制等。在定義完通訊卡屬性后，在CS3000的通訊卡設置足夠的緩沖區(qū)，然后最重要的一項工作就是在ALR121中定義通訊點的地址、對應位號、從站號。其中關鍵參數(shù)是：

對于PK301機組模擬量通訊的起始地址就是A30080，數(shù)字量通訊的起始地址就是A30061。

對于數(shù)字量通訊，在定義完硬件地址A30061等參數(shù)后，要記住%WW xxxx地址，在FCS0101的SWITCH中定義通訊點變量詳細地址。注意，由于1Word=8Byte=16Bit，因此%xxxx可以定義16個數(shù)字量。按照SIS程序提供的通訊變量順序定義地址。

對于模擬量，在FUNCTIONBLOCK中組態(tài)，流程圖中連點，當對SIS通訊到DCS的數(shù)據(jù)進行顯示時，利用CS3000系統(tǒng)的FUCTION BLOCK建立PVI顯示即可。

（二）CS3000 軟件組態(tài)

CS3000的配置與“FIO DCS”系統(tǒng)，需特別注意以下幾點：

1、TS3000系統(tǒng)中模擬量通訊至DCS，若為實型數(shù)據(jù)，其在DCS中地址為TS3000地址+2000最后兩位*2-1；

2、DCS系統(tǒng)中模擬量通訊之TS3000，若為實型數(shù)據(jù)，其在DCS中地址為TS3000地址+1000最后兩位*2-1；

3、TCM 4351B通訊卡設置中FP Ordering與ALR121中定義通訊點的地址中RESERVE項功能相同，均是對高低16為順序的設定，尤其對DI、DO包單點順序有影響。

二、SIS系統(tǒng)設置

TCM4351B通訊卡每塊卡件均有4個MODBUS通訊接口，通訊卡冗余配置，DB9 9針通訊接口。

（一） 與TCM 4351B通訊連接

在DCS系統(tǒng)中，與TCM 4351B通訊的接線均為4線制，DCS通訊卡的TX+、TX-、RX+、RX-分別與TCM 4351B的9針端子的8、2、7、3連接，相應的跨接電阻要接好。

（二）軟件組態(tài)

在1131軟件的組態(tài)中，選擇Configuration，選擇安裝的TCM通訊卡件進入其屬性設置，點擊Setup，進入通訊卡件設置。首先要對選用端口進行定義，通訊端口為1。然后定義端口1的通訊參數(shù)，波特率偶校驗，通訊線制，數(shù)據(jù)高低位，是否硬件握手等。

由于DCS通訊中最小%ww最小單元為16位，為節(jié)省DCS通訊SIZE，一般數(shù)字量通訊均打包處理，在1131中利用PACK16及UNPACK16功能塊實現(xiàn)數(shù)字量的打包及解包。

三、DCS通訊調(diào)試問題及處理

通訊問題的調(diào)試中問題或報警很多，可以根據(jù)系統(tǒng)報警、卡件燈的閃爍狀態(tài)判斷原因所在，在調(diào)試中需要注意以下幾點：

（一）DCS冗余配置，非冗余使用，造成IOM單卡報警，但不影響通訊；

（二）DCS通訊卡時斷時好，可能問題在于相應通訊系統(tǒng)硬件需設置，例如TMR系統(tǒng)EICM 4119A卡撥碼，及ACM12卡件線制選擇撥碼；

（三）收發(fā)接線錯誤造成通訊不通。當接線標號不清時可以根據(jù)RS-485與RS-422的共模輸出電壓的不同，RS-485是-7V至+12V之間，而RS-422在-7V至+7V之間，RS-485接收器最小輸入阻抗為12千歐，RS-422是4千歐，利用萬用表進行測量分析判斷；

（四）組態(tài)錯誤包含多方面，首先要確保雙方在卡件通訊參數(shù)上的一致，從站站號不重復，地址符合MODBUS協(xié)議要求，此時檢查通道地址是否匹配，模擬量量程轉換，高低位設置等進行分析從而解決問題；

（五）DCS通訊SIZE為偶數(shù)，則不同類型的通訊數(shù)據(jù)，其起始位最好從奇數(shù)開始，否則造成BUFFER空位等問題。

四、總結

各系統(tǒng)投用后，DCS通訊性能穩(wěn)定、可靠，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。目前為止未發(fā)生任何問題，已經(jīng)在數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等方面體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)成為當今自動化應用領域的發(fā)展方向。當然DCS通訊的手段和策略有很多種，與之通訊的系統(tǒng)也眾多，調(diào)試中出現(xiàn)的問題也各不相同，需要我們不斷總結和探索。