司濤濤 張志寬

(1.河南佰利聯(lián)化學(xué)股份有限公司，河南 焦作 454000；2.昊華宇航化工有限責(zé)任公司，河南 焦作 454000)

昊華宇航化工有限責(zé)任公司的為了擴(kuò)產(chǎn)和使用低汞觸媒，在其24萬t燒堿與20萬t PVC系統(tǒng)上新增了14臺(tái)轉(zhuǎn)化器，每臺(tái)轉(zhuǎn)化器有8個(gè)溫度點(diǎn)，總計(jì)112個(gè)溫度點(diǎn)，這些溫度點(diǎn)要與中央控制樓的DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

此次項(xiàng)目改造中，多點(diǎn)溫度采集器選用的是M-System Co.,Ltd.的R3系列，DCS仍用擴(kuò)產(chǎn)前的CS3000系統(tǒng)。因此，需要解決M-System多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)與CS3000的通信，并完成其在CS3000系統(tǒng)的組態(tài)工作。

1 多點(diǎn)溫度采集系統(tǒng)與CS3000的通信①

昊華宇航化工有限責(zé)任公司新增的14臺(tái)轉(zhuǎn)化器上，每臺(tái)轉(zhuǎn)化器需要4支雙芯E型熱電偶進(jìn)行溫度測量，共需采集112個(gè)溫度點(diǎn)；從熱電偶到熱電偶輸入模塊采用Ex補(bǔ)償導(dǎo)線連接；考慮系統(tǒng)余量共用18塊8點(diǎn)熱電偶輸入模塊R3-TS8W分4個(gè)遠(yuǎn)程控制站，安裝在現(xiàn)場的4臺(tái)防爆箱內(nèi)(1號站和2號站各5塊熱電偶輸入模塊，3號站和4號站各4塊熱電偶輸入模塊)。每站配有底板R3-BS10-R、電源塊R3-PS3-R和通信模塊R3-NM1-N各一塊。

1.1 通信模塊R3-NM1-N的設(shè)定

通信卡R3-NM1-N的視圖如圖1所示。

設(shè)定該通信卡的步驟和方法如下：

a. 通過SA1和SA2設(shè)定節(jié)點(diǎn)地址(即站址設(shè)置)。用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)開關(guān)SA1和SA2設(shè)定十六進(jìn)制節(jié)點(diǎn)地址，具體為：1號站SA1為0，SA2為1；2號站SA1為0，SA2為2；3號站SA1為0，SA2為3；4號站SA1為0，SA2為4。

a. 正視圖

b. 右視圖

b. 各站通過通信設(shè)定DIP開關(guān)SW6-1和SW6-2設(shè)定通信波特率，出廠時(shí)SW6-1和SW6-2都處于“OFF”位置、默認(rèn)38.4kbit/s，本項(xiàng)目選用9 600bit/s的波特率，故將SW6-2置于“ON”位置，SW6-1保持“OFF”不變；各站通過SW6-3和SW6-4設(shè)定通信奇偶校驗(yàn)，出廠時(shí)SW6-3和SW6-4都處于“OFF”位置、默認(rèn)無奇偶校驗(yàn)，本項(xiàng)目無奇偶校驗(yàn)，故SW6-3和SW6-4保持“OFF”不變；各站通過SW6-5設(shè)定數(shù)據(jù)類型，出廠時(shí)SW6-5處于“OFF”位置，二進(jìn)制類型，由于本項(xiàng)目中CS3000通信僅識(shí)別二進(jìn)制數(shù)據(jù)類型，故SW6-5保持“OFF”。

c. 各站將功能·數(shù)據(jù)分配DIP開關(guān)SW3-1置于“OFF”，確定該通信模塊為數(shù)據(jù)傳輸主機(jī)；各站將SW3-2置于“OFF”確定為“當(dāng)輸入模塊出現(xiàn)異常，無法與通信模塊進(jìn)行通信時(shí)保持最終值”，本項(xiàng)目要求輸入錯(cuò)誤時(shí)保持最后的有效數(shù)值，所以SW3-2保持“OFF”不變；各站將SW3-4置于“OFF”確定切換前端RUN和ERR的LED顯示：RUN顯示燈正常時(shí)綠色，ERR顯示燈異常時(shí)綠色燈亮燈/閃爍。

d. 必須通過通信模塊側(cè)面的“功能·數(shù)據(jù)分配DIP開關(guān)”SW1和SW2，指定每個(gè)插槽插入何種類型的I/O模塊，可用SW1和SW2任意指定插入到插槽1～8的每個(gè)I/O模塊的數(shù)據(jù)分配量，插槽9以后要插入的模塊須與插槽8類型相同(用二進(jìn)制數(shù)設(shè)定)，如圖2所示。

圖2 SW1和SW2的設(shè)置

本項(xiàng)目中使用8點(diǎn)熱電偶輸入模塊，故查表可得SW1-1、SW1-3、SW1-5、SW1-7、SW2-1為OFF，SW1-2、SW1-4、SW1-6、SW1-8、SW2-2為ON。

1.2 配置終端電阻

在通信線終端配置阻值為110Ω、功率小于0.25W的終端電阻，如圖3所示。

圖3 終端電阻配置

1.3 熱電偶輸入模塊R3-TS8W的設(shè)定

用熱電偶輸入模塊R3-TS8W側(cè)面的DIP開關(guān)，可設(shè)定每4點(diǎn)的熱電偶、熔斷報(bào)警、溫度單位和轉(zhuǎn)換速度，如圖4所示。

首先通過模塊側(cè)面SW1的1～4開關(guān)和SW2的1～4開關(guān)對模塊輸入1～4和5～8通道信號類型進(jìn)行設(shè)置。本項(xiàng)目使用E型熱電偶，故其SW1-1和SW2-1開關(guān)設(shè)置為ON，其余開關(guān)設(shè)置為OFF。

a. 左視圖

b. 正視圖

其次通過模塊側(cè)面的SW3-2、3設(shè)定溫度單位，本項(xiàng)目溫度單位為“℃”，所以將SW3-2、3置于“OFF”位置；通過模塊側(cè)面的SW3-1設(shè)定熔斷報(bào)警，本項(xiàng)目設(shè)為“OFF”上限熔斷報(bào)警；通過模塊側(cè)面的SW3-4設(shè)定轉(zhuǎn)換速度，本項(xiàng)目設(shè)為“OFF”250ms的轉(zhuǎn)換速度。

1.4 模塊I/O地址的分配

模塊I/O地址分配如圖5所示。其中I為Int0～10000(0%～100%)整數(shù)型；F為Floating(不能用Floating地址存取32位數(shù)據(jù))浮點(diǎn)型。需要注意的是，不能在規(guī)定范圍之外的地址上進(jìn)行存取，避免誤動(dòng)作。

圖5 R3-NM1模塊的I/O地址分配

本項(xiàng)目中，使用Input Register(3X)，其地址為1～256，相應(yīng)的數(shù)據(jù)類型為整數(shù)型I，數(shù)據(jù)為Analog Input(模擬量輸入)，所以1號站各信號的地址為1～40；2號站各信號的地址為1～40；3號站各信號的地址為1～32；4號站各信號的地址為1～32。

2 現(xiàn)場線路連接

RS-PS3電源線的連接如圖6所示，為了保證電磁兼容性(EMC)，F(xiàn)G端子必須進(jìn)行可靠接地(FG端子不是保護(hù)接地端子)。

圖6 電源塊端子接線

在進(jìn)行通信線的連接時(shí)，需要參考圖1a(通信卡正視圖)——④連接器型端子盤，并且要配合圖7所示的通信線纜的配線圖來連接相應(yīng)的通信線纜。

圖7 通信線纜的配線

熱電偶信號線連接需參考圖4b，并結(jié)合圖8熱電偶輸入模塊端子接線圖進(jìn)行連接。需要注意的是：備用的熱電偶信號輸入口要短接，否則主機(jī)會(huì)顯示熔斷狀態(tài)。

圖8 熱電偶輸入模塊端子接線

在連接CS3000系統(tǒng)的通信模塊時(shí)，CS3000系統(tǒng)的ALR121——RS-422/RS-485 Communication Module(2-Port)滿足使用。由于此次改造項(xiàng)目為擴(kuò)產(chǎn)，原系統(tǒng)上已經(jīng)有該通信塊，只需啟用位于FCS0202控制器NODE8第6卡的Port2即可。

ALR121卡件的端子圖如圖9所示，由于CH1已經(jīng)使用，故啟用CH2，CH2的Tx+接R3-NM1的DA，CH2的Tx-接R3-NM1的DB，CH2的SG接R3-NM1的DG。

圖9 ALR121端子

3 DCS組態(tài)

上述工作完成之后，就進(jìn)入CS3000的System View，找到FCS0202控制器NODE8第6卡點(diǎn)擊進(jìn)入。選擇Port2設(shè)置：波特率9 600bit/s，無校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)，停止位2和兩線制，如圖10所示。

首先，在Communication I/O Builder中找到第8NODE的第6卡連接的通信I/O(圖11)。光標(biāo)下移至Port1最后的數(shù)據(jù)，開始設(shè)置第4站的通信數(shù)據(jù)，4站4卡共計(jì)4×8=32個(gè)數(shù)據(jù)，所以Size為32；接線位于Port2所以Port項(xiàng)為2；數(shù)據(jù)的地址由1為起始，結(jié)合CS3000系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)顯示格式，Device&Address為A30001；數(shù)據(jù)類型Date Type為Input(16bit Signed)；書寫Service Comment并在Lable填寫格式為(%%相關(guān)位號)的內(nèi)容，如圖12所示；按上述設(shè)置操作，即可獲得與現(xiàn)場一致的I/O數(shù)據(jù)。

圖10 CS3000通信配置1

圖11 CS3000的DCS組態(tài)一

圖12 CS3000的DCS組態(tài)二

其次，選定DR0101～DR0106作為多路溫度采集器通信使用，如圖13所示。

圖13 CS3000的DCS組態(tài)三

再次，在Control Drawing Builder中使用PVI塊編輯DR0101～DR0106塊(圖14)，實(shí)現(xiàn)通信數(shù)據(jù)的顯示。編輯好后下裝生效。

圖14 CS3000的DCS組態(tài)四

之后，在System View中找到HIS0264—WINDOW—GR0921—GR821-01并在其中增加畫面GR821-021和GR821-022，顯示新增的轉(zhuǎn)化一、二段溫度，如圖15所示。

再將數(shù)據(jù)綁定流程圖。圖16為一段新增轉(zhuǎn)化器的第一個(gè)溫度綁定至流程畫面。

將上述組態(tài)結(jié)果編輯下裝生效，點(diǎn)擊流程畫面可獲得顯示畫面，如圖17所示。

最后是系統(tǒng)調(diào)試。將顯示數(shù)據(jù)和現(xiàn)場熱電偶實(shí)測值進(jìn)行一一校對，直至完全一致即可。

圖15 CS3000的DCS組態(tài)五

圖16 CS3000的DCS組態(tài)六

4 結(jié)束語

筆者詳細(xì)介紹了昊華宇航化工有限責(zé)任公司在擴(kuò)產(chǎn)改造項(xiàng)目中，R3-TS8W熱電偶模塊和R3-NM1通信模塊的現(xiàn)場設(shè)置，同時(shí)說明了R3-NM1通信模塊與CS3000系統(tǒng)ALR121通信模塊的通信建立過程，及其通信數(shù)據(jù)在CS3000的組態(tài)。將CS3000系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)和現(xiàn)場熱電偶實(shí)測值一一校對完全一致后，二者實(shí)現(xiàn)了良好的數(shù)據(jù)通信。

圖17 CS3000的DCS組態(tài)七