一、引言：
隨著DCS系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，各個(gè)生產(chǎn)廠家都要求能在DCS上顯示和監(jiān)控第三方設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，這也對(duì)DCS設(shè)計(jì)和組態(tài)人員提出了越來越高的要求。尤其是當(dāng)前通訊協(xié)議種類依然較多，通訊接口和通訊格式以及通訊數(shù)據(jù)都不盡相同。如何選擇一種功能齊全、組態(tài)方便且質(zhì)量可靠的通訊產(chǎn)品，也成為許多系統(tǒng)集成商的難題。
在近幾年的SIEMENS和ABB得DCS項(xiàng)目中，都要求對(duì)第三方控制設(shè)備進(jìn)行通訊，在項(xiàng)目的實(shí)施中，我們均使用了鼎實(shí)的通訊模塊。其模塊現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、組態(tài)簡(jiǎn)單易行，且功能強(qiáng)大又不失靈活，同時(shí)經(jīng)過數(shù)年的運(yùn)行，通訊穩(wěn)定可靠。
二、項(xiàng)目簡(jiǎn)介：
2009年初，我公司完成了土耳其KAPTAN鋼廠KDON(Ar)-3000/3000/80空分項(xiàng)目。DCS控制系統(tǒng)采用西門子PCS7系統(tǒng)，硬件采用冗余414CPU，有五個(gè)ET200M子站構(gòu)成，共計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)600點(diǎn)。儀控設(shè)計(jì)也對(duì)第三方通訊提出了很高的要求。在整個(gè)空分系統(tǒng)中，除空分本體外，共有三臺(tái)重要的單體動(dòng)設(shè)備，分別是ATLAS COPCO空氣增壓機(jī)、英格索蘭的原料增壓機(jī)、以及沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠的循環(huán)增壓機(jī),他們分別有獨(dú)立的控制單元控制，但同時(shí)要求能夠?qū)⑵鋬?nèi)部工藝參數(shù)在DCS上監(jiān)控。通訊協(xié)議為MODBUS-RTU。
在SIEMENS-PCS7系統(tǒng)中，工業(yè)層的通訊網(wǎng)絡(luò)是PROFIBUS-DP協(xié)議，必須要將PROFIBUS-DP協(xié)議轉(zhuǎn)換成MODBUS協(xié)議，同時(shí)在本項(xiàng)目中，由于需要同時(shí)通訊三臺(tái)設(shè)備，通訊工作量極大，通訊任務(wù)重，經(jīng)過我們數(shù)年的通訊實(shí)踐，最終將網(wǎng)關(guān)設(shè)備定格在北京鼎實(shí)PB-P-MM模塊上。
三、項(xiàng)目實(shí)施：
3.1通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及協(xié)議定義：
因?yàn)橥瑫r(shí)與三臺(tái)設(shè)備通訊，且各個(gè)設(shè)備的工程師分屬不同國(guó)家，且到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試設(shè)備的時(shí)間又不一致，因此通過前期的技術(shù)交流定義了通訊協(xié)議格式，這樣不同的設(shè)備具備相同的協(xié)議格式和不同的地址，可以組態(tài)到一個(gè)鼎實(shí)模塊下。
項(xiàng)目的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：
附： KDON3000項(xiàng)目MODBUS protool 通訊協(xié)議：
RTU mode of transmission
RS485
Number of start bits : 1
Number of data bits : 8
Number of stop bits : 1
Baudrate : 9600
Parity : none
Error checking : CRC-16
對(duì)三個(gè)設(shè)備的MODBUS slave adress從站地址定義如下：
ATLAS COPCO空氣增壓機(jī) ： 3
英格索蘭的原料增壓機(jī) ： 4
沈鼓的循環(huán)增壓機(jī) ： 5
3.2 通訊的物理連接：
實(shí)物結(jié)構(gòu)圖如下：
S7-414H冗余CPU通過Y-link模塊連接在PB-P-MM的PROFIBUS-DP端，PB-P-MM模塊作為PROFIBUS-DP的從站，同時(shí)作為MODBUS的主站。從PB-P-MM模塊出來，首先接入沈鼓增壓機(jī)。其控制系統(tǒng)是GE的可編程控制器。隨后進(jìn)入英格索蘭和ATLAS設(shè)備，他們的控制器都是廠家自己品牌的專用通訊模塊。
3.3鼎實(shí)模塊PB-B-MODBUS的組態(tài)配置：
在PCS7硬件組態(tài)中，對(duì)模塊配置如下
可見，既有讀取內(nèi)部寄存器，也有讀取輸入寄存器，數(shù)據(jù)所占大小也不盡相同，最終統(tǒng)計(jì)共占用地址為220字節(jié)。通過查閱鼎實(shí)模塊的技術(shù)手冊(cè)，最大通訊字節(jié)是224字節(jié)，幾乎可以說是將鼎實(shí)PB-P-MM模塊滿負(fù)荷運(yùn)行。在這個(gè)項(xiàng)目的前期選型以及項(xiàng)目實(shí)施過程中，因?yàn)橛腥绱硕嗟耐ㄓ嵢蝿?wù)，如此多的通許字節(jié)，且工作在西門子S7-400H冗余CPU及PCS7的大環(huán)境下，筆者一直略有擔(dān)心。但最終的運(yùn)行效果是非常好，完全達(dá)到理想的效果。
3.4實(shí)施要點(diǎn)：
軟件實(shí)現(xiàn)的前提是硬件的可靠。在工程安裝過程中，通訊電纜從DCS出來首先進(jìn)入沈鼓設(shè)備約50米距離，再到英格索蘭設(shè)備約20米距離，再到ATLAS設(shè)備約30米距離。為保證通訊的可靠和盡量減少干擾，首先是確認(rèn)了三臺(tái)設(shè)備和DCS系統(tǒng)處在一個(gè)接地網(wǎng)上，同時(shí)良好接地。這樣就保證了能夠屏蔽外來干擾。由于通訊電纜較長(zhǎng)，分別在MODBUS通訊電纜的兩頭打上終端電阻，這樣最大程度就保證了通訊質(zhì)量。其中鼎實(shí)PB-P-MM模塊自帶的終端電阻功能省下我們很多的工作量。在實(shí)際應(yīng)用中，筆者注意觀察通訊狀態(tài)和通訊質(zhì)量，未見到干擾等異常情況。
3.5實(shí)現(xiàn)的效果：
最終組態(tài)完成后的監(jiān)控畫面分別如下：
四：結(jié)束語
自去年初項(xiàng)目完成至今，鼎實(shí)通訊模塊的工作狀況非常穩(wěn)定，贏得了國(guó)際同行的廣泛贊譽(yù)。通過這個(gè)項(xiàng)目中鼎實(shí)模塊的應(yīng)用，也進(jìn)一步證明其功能強(qiáng)大和實(shí)用性，在工業(yè)通訊中有非常高的性價(jià)比。在鼎實(shí)品牌中還有許多其他的通訊模塊，在今后的工程應(yīng)用中，也將能為我們提供更多更寬的解決思路。
