PLC 与DCS的通讯方式，举例讲解

楽钅方 2019-04-18

展开全文

化工区乙烯装置采用的是Honeywell TDC3000 DCS系统，这牵扯到要与许多PLC的通讯问题。因为在生产中操作人员要通过DCS的操作界面来了解所有系统的运行状况，这其中首当其冲的就是PLC，它应用在许多设备中，比如压缩机、膨胀机等。下面要涉及到就是几种基于Honeywell TDC3000的通讯方式：

一、DCS与PLC通讯的三种方式:
1．1LCN网络通过Hiway Gataway 连接到Data Hiway Port，具体如图：

1．2LCN网络通过EPLCG(冗余)连接到各PLC，如图：

以上两种连接方法适合于较大规模的PLC通讯应用，具体的实现细节参照Honeywell详细介绍。而下面主要涉及的则是较小规模应用的通讯方式SI(Serial Interface)串行接口通讯方式。
1．3SI 在DCS与PLC 的通讯中扮演很重要的角色。SI是可以组态在TDC3000系统APM(Application Process Module)中的卡件，所占用的位置等同于DI、DO、HLAI等卡件，只是没有事实上的Slot位。其连接示意图如下：

二、通讯的接口和认可的设备：
在APM中，当把数据类型Array point (数组点)定义成外部IO操作时，该数据类型便可以连接到某SI卡件，并从中获取数据，而这些数据则是扫描自PLC子系统。每一个SI IOP(串行接口卡的IO处理器)可以通过电源适配器（Power Adapter）连接两个FTA，每个SI　IOP有３２个“虚”Slot位，前１６个可以组态在FTA#1，后１６个可以组态在FTA#2，且每个FTA可以有不同的接口，如Modbus接口和Allen-Bradley接口。

　　２．１　Ｍodbus接口所认可的设备Modicon 984 PLC及Honeywell 认可的其他设备，

　　２．２　Allen-Bradley接口所认可的设备Allen-Bradley PLC-2、3和5等等。

三、通讯协议和卡件型号：
　　每个SI FTA有一个同步或者异步通讯的接口，其支持RS-232和RS-422/485，其中Modbus 接口FTA支持两种协议，而Allen-Bradley 接口FTA只支持RS-232通讯。两种协议最表面的区别就是，RS-232对FTA和PLC连接的距离限于１５米，而RS-422/485则可达305米。

　　３．１　Modbus接口SI FTA的RS-232& RS-422/485协议时：

SI IOPMode: MU-PSIM11
Power AdapterMode: MU-TLAP02
FTAMode: MU-TSIM12

3．２　　Allen-Bradley接口SI FTA的RS-232协议时：

SI IOPMode: MU-PSIM11
Power AdapterMode: MU-TLAP02
FTAMode: MU-TSIA12

四、通讯过程说明：

　　通讯过程具体就是从PLC设备串行接口通过不同的协议设备读取过程数据到　　　　　　　FTA各个“虚”Slot中，然后通过SI IOP将数据写入APM的Image DataBase中，APM在一定的周期中将这些数据读取到组态所对应的SI Array Point中（对应的规则为分配的地址）。下图为通讯流程：

　　PLC中需要参与通讯的过程数据被组态在通讯寄存器中，位号与地址相对应，格式包含（组态地址＋过程数值＋校验位）的串行通讯数据块通过串行通讯线到达FTA后，在格式数据块中分离出来地址和过程数据，参考DCS的APM中组态的Slot对应的Array Point地址，并将数据传入正确的Array Point。在Modbus FTA 中数据以19.2Kbaud的速度被扫描，而在Allen-Bradley FTA 中每一个Array Point 都可以选择不同的扫描方式：
　　A、free runing(用户定义时间扫描)；
　　B、periodic（固定周期扫描）；
　　C、Report-by-except（事件触发扫描RBE）；
来组态，而在APM中，从Image DataBase中扫描数据则有以下三种速度（1/4秒、1/2秒、1秒）。

五、膨胀机PLC与DCS的通讯实例：

5．１该应用就是用SI 与DCS通讯的，将膨胀机的过程数据传给DCS，在进行量程和工程单位的转换。

５．２参数设置：
　　　膨胀机与DCS采用RS-485方式通讯，协议是标准的Modbus RTU,PLC设置地址是　１，　　
　　　波特率9600，选择偶校验。

５．３模块选择：
　　
SI IOPMode: MU-PSIM11
Power AdapterMode: MU-TLAP02
FTAMode: MU-TSIM12

５．４通讯数据说明及地址分配：
　　　所用到的数据类型为模拟量和数据量，模拟量所占用Modbus 地址为40001~40035，都是膨胀机的压力、温度、油位、振动位移等。数字量数据占用40051和40052两地址的若干位，都是膨胀机的运行状态、压力开关和温度tirp状态及报警信号。

六、总结：
　　PLC与DCS的通讯是每个石化企业都要用到的，控制和连锁有效的结合需要良
　　好的通讯。SI的应用在一定程度上能达到这个目的，但是其可靠性较低，适合
　　用于设备状态的监测。