天津西門子電纜總代理商天津西門子電纜總代理商

1 前言

　　近幾年來,，PLC 因其可靠性高、編程簡單,、抗干擾強等優(yōu)點在工業(yè)控制領域得到了廣泛應用,。但PLC 在人機交互性能方面較弱，而工業(yè)控制計算機具有良好的人機界面及控制決策能力,，因此,，將二者結合起來可有效實現整個生產過程的綜合控制。

　　為了在DCS和PLC之間實現雙向數據傳輸,，完成邏輯聯(lián)鎖控制,，那么解決DCS和PLC之間的數據通信成為系統(tǒng)成敗的重要因素。

　　2.1 TPS系統(tǒng)協(xié)議

　　TPS系統(tǒng)支持兩種技術協(xié)議,，一種是Modicon公司的Modbus 協(xié)議,，一種是Allen-Bradley（以下簡稱A-B）協(xié)議.使用A-B協(xié)議時設備端需配置支持AB公司全雙工DF1協(xié)議接口。Modicon公司的Modbus協(xié)議可以在不同網絡之間通信,，支持的網路包括Modbus,，Modbus+工業(yè)以太網，以及標準網路：WAP和以太網,。網絡間通過設備的內置端口或網絡適配器等來相互訪問,。基于Modbus協(xié)議的各設備采用主從技術通信,。網路中某一臺機器作為主機發(fā)請求,，其他及其機器作為從機做出應答，主機可以尋址個獨立從機,，也可以向所有從機廣播,，被尋址的從機向主機返回

　　消息，Modbus協(xié)議建立了主機發(fā)出查詢請求的格式：包括從機地址,，功能碼,，數據，校驗,；從機響應消息的格式為從機地址,，功能碼，數據,，校驗,；如果發(fā)生錯誤；從機將返回一條出錯消息,。一般來說,。通訊數量少且要以文本為主的通訊采用Modbus ASCII規(guī)約，通訊數量大且是二進制數值時則采用Modbus RTU模式通訊,。消息中的每個字節(jié)包含兩個十六進制數,，本系統(tǒng)中Tps系統(tǒng)采用的是Modbus RTU規(guī)約，一條Modbus 網絡中可以容納16個節(jié)點,，但只允許在一個主設備即DCS控制器.

　　2.2 Modbus 通信傳輸

　　有兩種傳輸方式：一種是ASCⅡ模式：當控制器設為在Modbus網絡上以ASCII美國標準信息交換代碼）模式通信,，在消息中的每個8Bit字節(jié)都作為兩個ASCII字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點是字符發(fā)送的時間間隔可達到1秒而不產生錯誤.

　　另一種是RTU模式:當控制器設為在Modbus網絡上以RTU（遠程終端單元）模式通信,，在消息中的每個8Bit字節(jié)包含兩個4Bit的十六進制字符,。這種方式的主要優(yōu)點是：在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數據,。

　　2.3 TPS系統(tǒng)SI FTA

　　TPS系統(tǒng)SI卡的FTA有兩種,，Moudbus SI FTA的串行接口支持Moudbus的RTU協(xié)議，使用的通信

　　方式是ELA-232D或者EIA-422．485D，同時也支持PLC的多分支網絡結構,。SI與子系統(tǒng)進行直接的數據通訊,，子系統(tǒng)的數據可被采集到APM和HPM中，這些數據可以直接用于數據采集或者用于控制策略中,。

　　2.4 通信接口

　　標準的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口,，它定義了連接口的針腳、電纜,、信號位,、傳輸波特率、奇偶校驗,?？刂破髂苤苯踊蚪浻蒑odem組網。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)都有開放的硬件接口和通信協(xié)議,，具有良好的兼容性,。TPS系統(tǒng)提供SI串行接口卡，帶有1個RS一232接口和1個RS一485／422接口,，現采用RS一485口,。該串行口可接l5臺子系統(tǒng)，通信距離可達1200m,。西門子PLC系統(tǒng)提供通信卡CP341一RS422／485,，可進行串行口數據的收發(fā)。

　　3.1系統(tǒng)網絡構建

　　由于在我公司使用的DCS系統(tǒng)中,，以TPS的系統(tǒng)居多,，在PLC方面以S7-300為例，所以本系統(tǒng)設計結構：2臺GUS操作站互為備用,；1臺NIM負責GUS和過程控制器HPM通信,；1臺HM為歷史模件。過程控制級由1套HPM及幾套PLC組成,。1個PLC主要負責1個包單元,，HPM負責其它所有模擬數字點的檢測和控制。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)由SI卡連接,，通過RS一485口進行數據的發(fā)送和接收,，這樣主控就能更加準確的了解裝置的運行情況，尤其是對包單元設備的了解,。并能進行遠程控制.在此由4個包單元,，4個PLC為例，TPS系統(tǒng)安裝在控制室,，PLC系統(tǒng)則安裝在現場. 如圖1所示：

　　3.2 通信模件的連接

　　TPS SI(串行接口)模件和西門子PLC CP341一RS422／485(Modbus接口)模件之間的連接,，如圖2所示：