高劍　吳矯　杜斌斌　賈桂娟

摘 要：對(duì)青海鹽湖股份公司化工分公司化肥廠的兩套S7-300 PLC系統(tǒng)與S7-400H DCS系統(tǒng)之間通訊方式、通訊連接以及通訊組態(tài)進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：PLC；DCS；CP 342-5；Y-LINK；通訊；組態(tài)

1 概述

青海鹽湖股份公司綜合利用項(xiàng)目二期工程合尿素采用二氧化碳?xì)馓岱?，尿素造粒采用海德魯工藝生產(chǎn)大顆粒尿素。成品包裝區(qū)則在裝置區(qū)一公里外。尿素裝置生產(chǎn)控制采用西門子S7-400H DCS系統(tǒng)，包裝則采用西門子S7-300 PLC系統(tǒng)。另外尿素生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備高壓液氨泵、甲胺泵采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，對(duì)設(shè)備要求較高，所以也采用S7-300系統(tǒng)控制。由于包裝離主控較遠(yuǎn)，氨泵、甲胺泵控制柜則安裝在變電所變頻器旁邊，在生產(chǎn)時(shí)對(duì)中控操作人員無論是監(jiān)控還是操作都極為不便，所以將PLC信號(hào)通訊到DCS監(jiān)控就十分必要。

2 采用的通訊介質(zhì)

液氨泵、甲銨泵PLC做從站與DCS主站距離為150米，采用PROFIBUS-DP線纜為通訊介質(zhì)。同樣包裝PLC與DCS距離為1000米，為保證傳輸信號(hào)不衰減，采用多模光纖作為通訊介質(zhì)。

3 所使用的硬件

ET200M：可以做為PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線上的從站，也可以做為主站；這里我們用它做主站。因?yàn)橄到y(tǒng)是冗余系統(tǒng)，所以需要2塊ET200M模塊。

Y-LINK：作用是將S7-400H系統(tǒng)下冗余的PROFIBUS-DP轉(zhuǎn)成單DP鏈路，去連接DP鏈路不冗余的設(shè)備。OLM：西門子OLM模塊即為將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的通訊設(shè)備。其使用方便，幾乎不需要設(shè)置就可以直接使用。硬件的連接方式：包裝PLC接口通過光纖連接至OLM上，將信號(hào)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)通過光纖進(jìn)行傳輸，將光纖另一頭接到主站的OLM光纖接口上；液氨、甲銨泵PLC通過PROFIBUS線纜將從站的CP342-5的DP口接上，線纜另一頭連接至主站OLM的DP接頭上。再將主站OLM的DP出口線纜接至Y-LINK上。Y-LINK串聯(lián)在ET200M下面。

4 從站組態(tài)

4.1 尿素顆粒包裝PLC系統(tǒng)組態(tài)

該CPU自帶DP通訊口，在CPU 315-2PN/DP下的MPI/DP對(duì)通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。其通訊類型為PROFIBUS。地址為4，該地址與主站地址必須一致。選擇通訊方式為DP，選擇通訊速率為187.5Kbps。點(diǎn)擊“operational mode”選項(xiàng)，選擇“DP Slave”表示該P(yáng)LC做從站。如果激活“Test commissioning routing”選項(xiàng)，意味著這個(gè)接口既可以做作DP從站，還可以通過這個(gè)接口監(jiān)控程序。點(diǎn)擊configuration選項(xiàng)，這里的“I”表示DCS發(fā)送，PLC接收數(shù)據(jù)。相應(yīng)的，“O”表示PLC發(fā)送，DCS接收的數(shù)據(jù)。一致性選項(xiàng)可以選擇為“Unit”，表示在“Unit”中定義的數(shù)據(jù)格式發(fā)送，即按字或字節(jié)發(fā)送；若設(shè)置為“ALL”，表示傳送的數(shù)據(jù)發(fā)送方式為打包發(fā)送，每個(gè)數(shù)據(jù)包最多32個(gè)字節(jié)。這里我們選擇“ALL”格式。編譯和下載后即完成包裝PLC從站的組態(tài)。

4.2 氨泵、甲銨泵PLC從站組態(tài)

該CPU自帶DP342-5通訊口，對(duì)DP345-2進(jìn)行設(shè)置，將該P(yáng)LC設(shè)為從站、地址設(shè)為5（必須與主站中通訊地址一致）、通訊方式設(shè)置為PROFIBUS-DP，通訊速率設(shè)置為187.5Kbps。CP342-5作為主站需調(diào)用FC1、FC2建立通訊接口區(qū)，作為從站同樣需要調(diào)用FC1、FC2建立通訊接口區(qū)。在從站CPU下的S7 program下的Block中里找到FC1、FC2。并在OB1中調(diào)用FC1、FC2建立通訊區(qū)。這里按照DP通訊模塊的組態(tài)，我們將發(fā)送從站的發(fā)送字節(jié)設(shè)置為64字節(jié)，接收設(shè)置為16字節(jié)。

5 主站組態(tài)

主站為S7-400H系統(tǒng)，因?yàn)閮蓚€(gè)PLC從站是下掛在ET200M下面的，所有先根據(jù)訂貨號(hào)插入ET200M。需注意ET200M的收發(fā)最大字節(jié)數(shù)為244字節(jié)，所有從站與DCS通訊字節(jié)數(shù)不能超過244字節(jié)數(shù)。在彈出的屬性窗口中按地址排列應(yīng)將該ET200M地址設(shè)置為74。新建一條PROFIBUS（3），類型設(shè)置為DP，通訊速率設(shè)置為187.7Kbps，與從站的通訊速率一致。到西門子工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)站下載中心下載對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的GSD文件，然后點(diǎn)擊HW Configure菜單欄中Options下的Install GSD File選項(xiàng)。選擇所下載的GSD文件。在安裝完成以后，即可對(duì)主站進(jìn)行組態(tài)。首先組態(tài)主站4包裝PLC。將剛安裝好的GSD文件按訂貨號(hào)將對(duì)應(yīng)CPU 315-2 PN/DP V3拖至PROFIBUS（3）上，將地址設(shè)置為4，通訊速率選擇為187.5Kbps。將右側(cè)的CPU 315-2 PN/DP V3展開組態(tài)I/O通訊單元。這里我們將1個(gè)Master_Q Slave_I 16B tot.lgth和2個(gè)Master_I Slave_Q16B tot.lgth分別拖至DP的槽4至槽6。從站5的組態(tài)與從站4的組態(tài)類似。在全部設(shè)置都完成以后，保存并編譯，下載到CPU以后。PLC與DCS之間通訊完成。在后面的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)通訊建立不起來，但是主站上ET200M、OLM和從站DP上的通訊指示燈顯示通訊已建立，主站上無法讀取從站發(fā)送的數(shù)據(jù)。通過檢查發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵趶恼綜P屬性設(shè)置中“Consistency”的類型設(shè)置為“ALL”，表示打包發(fā)送數(shù)據(jù)，最大字節(jié)數(shù)為32字節(jié)。后來將從站的發(fā)送字節(jié)改為2個(gè)32字節(jié)包，問題得到解決。另外，E200M的最大發(fā)送和接收字節(jié)為244字節(jié)。在上例中，兩個(gè)PLC從站的發(fā)送總字節(jié)為96字節(jié)，接收總字節(jié)為32字節(jié)。字節(jié)總數(shù)為28字節(jié)。如果兩個(gè)從站的總發(fā)送和接收字節(jié)數(shù)超過244字節(jié)，就無法使用Y-LINK兩路變一路的通訊方式，而是兩個(gè)PLC從站分別與兩套ET200M卡件通訊。

6 結(jié)束語

PLC與DCS通訊的建立，實(shí)現(xiàn)了控制的自動(dòng)化。為進(jìn)一步提高公司的生產(chǎn)和管理水平奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：高劍（1986，7-），男，漢，助理工程師，自動(dòng)化專業(yè)，本科學(xué)歷，工學(xué)學(xué)士。