化工區(qū)乙烯裝置采用的是Honeywell TDC3000 DCS系統(tǒng),這牽扯到要與許多PLC的通訊問題。因?yàn)樵谏a(chǎn)中操作人員要通過DCS的操作界面來了解所有系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,這其中首當(dāng)其沖的就是PLC,它應(yīng)用在許多設(shè)備中,比如壓縮機(jī)、膨脹機(jī)等。下面要涉及到就是幾種基于Honeywell TDC3000的通訊方式:
一、DCS與PLC通訊的三種方式: 1.1LCN網(wǎng)絡(luò)通過Hiway Gataway 連接到Data Hiway Port,具體如圖:

1.2LCN網(wǎng)絡(luò)通過EPLCG(冗余)連接到各PLC,如圖:

以上兩種連接方法適合于較大規(guī)模的PLC通訊應(yīng)用,具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)參照Honeywell詳細(xì)介紹。而下面主要涉及的則是較小規(guī)模應(yīng)用的通訊方式SI(Serial Interface)串行接口通訊方式。 1.3SI 在DCS與PLC 的通訊中扮演很重要的角色。SI是可以組態(tài)在TDC3000系統(tǒng)APM(Application Process Module)中的卡件, 所占用的位置等同于DI、DO、HLAI等卡件,只是沒有事實(shí)上的Slot位。其連接示意圖如下:

二、通訊的接口和認(rèn)可的設(shè)備: 在APM中,當(dāng)把數(shù)據(jù)類型Array point (數(shù)組點(diǎn))定義成外部IO操作時(shí),該數(shù)據(jù)類型便可以連接到某SI卡件,并從中獲取數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)則是掃描自PLC子系統(tǒng)。每一個(gè)SI IOP(串行接口卡的IO處理器)可以通過電源適配器(Power Adapter)連接兩個(gè)FTA,每個(gè)SI IOP有32個(gè)“虛”Slot位,前16個(gè)可以組態(tài)在FTA#1,后16個(gè)可以組態(tài)在FTA#2,且每個(gè)FTA可以有不同的接口,如Modbus接口和Allen-Bradley接口。
?。玻薄。蚾dbus接口所認(rèn)可的設(shè)備Modicon 984 PLC及Honeywell 認(rèn)可的其他設(shè)備,
2.2 Allen-Bradley接口所認(rèn)可的設(shè)備Allen-Bradley PLC-2、3和5等等。
三、通訊協(xié)議和卡件型號(hào): 每個(gè)SI FTA有一個(gè)同步或者異步通訊的接口,其支持RS-232和RS-422/485,其中Modbus 接口FTA支持兩種協(xié)議,而Allen-Bradley 接口FTA只支持RS-232通訊。兩種協(xié)議最表面的區(qū)別就是,RS-232對FTA和PLC連接的距離限于15米,而RS-422/485則可達(dá)305米。
?。常薄odbus接口SI FTA的RS-232& RS-422/485協(xié)議時(shí):
SI IOPMode: MU-PSIM11 Power AdapterMode: MU-TLAP02 FTAMode: MU-TSIM12
3.2 Allen-Bradley接口SI FTA的RS-232協(xié)議時(shí):
SI IOPMode: MU-PSIM11 Power AdapterMode: MU-TLAP02 FTAMode: MU-TSIA12
四、通訊過程說明:
通訊過程具體就是從PLC設(shè)備串行接口通過不同的協(xié)議設(shè)備讀取過程數(shù)據(jù)到 FTA各個(gè)“虛”Slot中,然后通過SI IOP將數(shù)據(jù)寫入APM的Image DataBase中,APM在一定的周期中將這些數(shù)據(jù)讀取到組態(tài)所對應(yīng)的SI Array Point中(對應(yīng)的規(guī)則為分配的地址)。下圖為通訊流程:

PLC中需要參與通訊的過程數(shù)據(jù)被組態(tài)在通訊寄存器中,位號(hào)與地址相對應(yīng),格式包含(組態(tài)地址+過程數(shù)值+校驗(yàn)位)的串行通訊數(shù)據(jù)塊通過串行通訊線到達(dá)FTA后,在格式數(shù)據(jù)塊中分離出來地址和過程數(shù)據(jù),參考DCS的APM中組態(tài)的Slot對應(yīng)的Array Point地址,并將數(shù)據(jù)傳入正確的Array Point。在Modbus FTA 中數(shù)據(jù)以19.2Kbaud的速度被掃描,而在Allen-Bradley FTA 中每一個(gè)Array Point 都可以選擇不同的掃描方式: A、free runing(用戶定義時(shí)間掃描); B、periodic(固定周期掃描); C、Report-by-except(事件觸發(fā)掃描RBE); 來組態(tài),而在APM中,從Image DataBase中掃描數(shù)據(jù)則有以下三種速度(1/4秒、1/2秒、1秒)。
五、膨脹機(jī)PLC與DCS的通訊實(shí)例:
5.1該應(yīng)用就是用SI 與DCS通訊的,將膨脹機(jī)的過程數(shù)據(jù)傳給DCS,在進(jìn)行量程和工程單位的轉(zhuǎn)換。
5.2參數(shù)設(shè)置: 膨脹機(jī)與DCS采用RS-485方式通訊,協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的Modbus RTU,PLC設(shè)置地址是?。?, 波特率9600,選擇偶校驗(yàn)。
5.3模塊選擇: SI IOPMode: MU-PSIM11 Power AdapterMode: MU-TLAP02 FTAMode: MU-TSIM12
5.4通訊數(shù)據(jù)說明及地址分配: 所用到的數(shù)據(jù)類型為模擬量和數(shù)據(jù)量,模擬量所占用Modbus 地址為40001~40035,都是膨脹機(jī)的壓力、溫度、油位、振動(dòng)位移等。數(shù)字量數(shù)據(jù)占用40051和40052兩地址的若干位,都是膨脹機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、壓力開關(guān)和溫度tirp狀態(tài)及報(bào)警信號(hào)。
六、總結(jié): PLC與DCS的通訊是每個(gè)石化企業(yè)都要用到的,控制和連鎖有效的結(jié)合需要良 好的通訊。SI的應(yīng)用在一定程度上能達(dá)到這個(gè)目的,但是其可靠性較低,適合 用于設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測。
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