和利时DCS与西门子PLC通讯探讨.pdf

和利时DCS与西门子PLC通讯探讨

摘要：DCS和PLC作为现代工业自动化的控制系统已经广泛的应用到各个

行业。DCSDCS已经非常成熟的应用在锅炉控制中，而锅炉的辅助设备很多是通过

单独PLC进行控制。为了将辅助设备的控制与进行控制。为了将辅助设备的控制与DCS连接，必须进行硬件对接和

数据传输，本文主要阐述和利时DCS与西门子PLC实现通讯的过程。

关键词：DCSPLCPLCMODBUS通讯协议

1.序言

我司4#循环流化床锅炉DCS采用和利时MACSV控制系统，电袋除尘器采电袋除尘器采

用西门子S7-200PLC进行控制和西门子触摸屏实现自动控制。为了减少人工就

地监控和实现远方监控，更好的实现生产调度，必须实现两套控制系统的互联和

通讯。

2.硬件配置

2.1DCS控制系统

本套和利时MACSV系统包括系统包括75T/H循环流化床锅炉和1500KW·H汽轮发

电机控制，四个FM801冗余控制器，分别对锅炉和汽机进行控制，一个工程师

站、三个操作员站，其中一个操作员站配有MOXA卡。由监控网、系统网和控

制网三个层次组成。每个域的SNET相对独立，采用实时以太网通讯协议，保证

网络安全。域间通过MNET连接在一起，以太网通讯协议。两个域互为独立又

能在操作员站通过口令登录到不同的域而进行相互监控。监控网（能在操作员站通过口令登录到不同的域而进行相互监控。监控网（MNET）主要

节点为工程师站、操作员站、服务器站；系统网主要节点为工程师站、服务器站、

现场控制站。控制网(CNET)位于现场控制站内部，主要有DPDP主站(主控单元)和

DP从站(智能I／O单元-输入／输出模块)。网络结构简图如图1。

2.2PLC控制系统

电袋除尘器由电场和布袋两套S7-200控制，两套系统采用并联与DCS通讯，

每套系统包括1台西门子TP170触摸屏、1台CPU224XPCNCPU224XPCN、1台EM222CN、

1台EM231CN组成。触摸屏为现场显示工艺流程和工艺参数，CPU224XPCN

为中央处理单元（带2个串行通讯口，port1与触摸屏通讯、port0口与MACSV

进行通讯）；EM222CN为数字量扩展模块；EM231CN为模拟量扩展模块。

2.3PLC与DCS通讯连接

选用10号域的51#操作员站兼通讯站，在通讯站主机上安装了MOXA通讯

卡（型号为CP-132ULV2/PCI，2个RS422/485串口）。DCS与PLC之间通讯介

质采用带屏蔽的计算机控制电缆，接口采用标准的DB9串行接口。PLC一侧接

DB9串行接口针脚的3（+）、8（-），与CPU自带的PORT0口相连；通讯站一

侧接DB9串行接口针脚的3（+）、4（-）与MOXA通讯卡所带的串口连接。

3.MODBUS通讯协议

MODBUS协议是主从站通讯协议，用异步串行口完成通讯，物理层采用

RS485或RS232。传输速率可以达到115kbps，理论上可接（寻址）一台主站和

至多247台从站。受线路和设备的限制，最多可接一台主站和32台从站。

MODBUS协议有两种传输模式，RTU方式通讯采用8位字节的二进制数据通讯，

数据校验采用CRC循环冗余校验，通讯速度较快；ASCⅡ方式采用7位ASC码

进行通讯，数据校验采用LRC逻辑冗余校验，通讯速度较慢。在一个通讯系统

中，只能选用一种通讯方式，两种方式不能并用。MODBUS有两种通讯方式：

应答方式和广播方式。应答方式是主战向某个从站（地址为1~247）发出命令，

然后等待从站的应答；从站接到主站命令后，执行命令，并将执行结果返回给主

战作为应答，然后等待下一个命令。广播方式是主站向所有从站（从站地址为0）

发送命令，不需要等待从站应答；从站接到广播命令后，执行命令，也不向主站