就地控制设备与霍尼韦尔DCS系统的通讯应用

就地控制设备与霍尼韦尔DCS系统的通讯应用

张琪盛   ,王建成   ,樊毅

云南迪庆有色金属有限责任公司，云南  香格里拉  674400

摘 要：随着现场就地控制设备的不断增加，且就地控制使用的PLC厂家多，型号多，如何将现场设备的PLC通讯进行统一，并通讯到中控，通过中控对现场设备进行远程状态监控和操作问题需要解决。以我们公司迪庆有色金属有限责任公司项目供排水现场设备与中控DCS通讯为例，介绍霍尼韦尔DCS与西门子PLC1500系列之间通讯方法，并在DCS组态实现远程对现场状态的监控和对设备的远程控制。

关 键 词：通讯；霍尼韦尔DCS；西门子PLC；SCADA;组态

CommunicationapplicationsoflocalcontrolequipmentandHoneywellDCSsystems

ZhangQisheng     WangJiancheng  Fan Yi

（Yunnan Diqing Nonferrous Metal Co.,  Ltd., Yunnan, ShangriLa, 674400）

Abstract:Withthecontinuousquantityincreasingoflocalcontrolequipment,andtheincreasingusageoflocalcontrolbyPLCmanufacturers,withmanymodels,howtounifytheFIELDequipmentPLCcommunication,andcommunicationtothecentralcontrol,howtofixproblemsofthecentralcontrolfromtheremotestatusmonitoringandoperationofthefieldequipment?Takingoneofourprojectsasanexample,communicationbetweenwatersupplyanddrainagefieldequipmentandDCS,itintroducesthecommunicationmethodbetweenHoneywellDCSandSiemensPLC1500series,andrealizestheremotemonitoringoffieldstatusandequipmentthroughDCSconfiguration.

Keywords:Communication;HoneywellDCS;SiemensPLC;SCADA;Theconfiguration

1  项目概述

普朗铜矿供排水系统，设有水源地、给水净化站、回水加压泵房、电加热水锅炉房及生活污水处理站等主要的固定作业设施，日均用水总量约为12万立方，满足生活水、生产水、回水、初期雨水、生产废水、生活污水的供给、收集处理再利用，无外排。为实现自动化的总体目标，实施了《普朗铜矿水质在线监测及给排水自动化研究》项目，本项目西门子PLC与霍尼韦尔DCS通讯点位约为988个，其中包括52台泵，31台阀门，30个加热器的控制和实时状态监测以及60个仪表数据的反馈。

2  就地控制站

本项目采用西门子PLC1500系列控制器,以博图TIA_V15版本软件完成现场设备的控制

逻辑编程并设置MODBUS/TCP通讯建立与霍尼韦尔DCS通讯的基础。

2.1 PLC通讯指令设置

首先统一PLC控制器与DCS网段，并设置唯一的IP地址，然后打开编程软件进入程序块Main[OB1],指令选项里点击通信-其它-modbus/tcp内选择MB_SERVER_DB指令，如图1所示，并对指令进行设置。

图1  建立MB_SERVER_DB指令

指令左边第一引脚DISCONNECT，指使能开关，使能开关“1”通讯停止，为“0”通讯开始；第二引脚MB_HOLD_REG，指服务器的数据存储区（必须填写数据区域指针）长度必须大于等于两个字节，否则通讯报错；第三引脚CONNECT，指通讯结构，数据块DB里建一个变量，变量的数据类型为TCON_IP_V4（人工输入，输入法英文状态，大小写均可）。

指令右边第一引脚NDR,指被写入；第二引脚DR，指被读取；第三引脚，指错误；第四引脚，指状态代码。

2.2 建立变量

通讯指令设置完成后建新数据块SERVER_BD，建立变量，如图2所示。

图2  建立变量

在Main[OB1]中添加保持寄存器块（图3），并把需要通讯的点位添加到保持寄存器内，并赋予到数据块SERVER_DB的变量上，如图4，图5所示

图3  建立保持寄存器

图4  赋予到数据块SERVER_DB的变量（数字量）

图5 赋予到数据块SERVER_DB的变量（模拟量）

至此现场PLC的通讯设置完成，其中00001-09999代表Q区地址，

10001-19999代表I区地址，30001-39999代表AI地址，40001-49999代表中间数据存储区（M、DB）地址。

3  modbus/tcp通讯测试工具-ModScan32

现场PLC设置完成后需要借助ModScan32软件测试通讯是否成功建立，打开软件设置连接，输入连接设备的IP地址和服务端口号如图6所示

图6 设置IP地址和服务器端口号

测试建立点位数据，是否与PLC一致如图7所示

图7 测试建立点位数据

测试完数据的准确性以后开始建立PLC与DCS的物理连接，基于modbus/tcp协议，现场PLC通过网线与DCS实现通讯连接。建立通讯后DCS服务器可以通过命令指令ping现场PLC的IP地址来判断通讯的通断，可以ping 通现场PLC时就可以开始DCS通讯设置。

4   DCS（PKS）系统的SCADA组态

SCADA：supervisory control and data acquisition 监控及数据采集[1]，在EPSS系统中，第三方控制器可以与服务器连接，这样EPKS服务器就可以监视和管理第三方控制器中的过程处理数据，在与第三方控制器通讯时，需要建立一个服务器可以识别的通道（CHANNEL），每一个第三方控制器都会有与之匹配的通道，通道下装后，在操作站中激活，组态结构图如图8所示。

图8 SCADA组态结构图

4.1 建立资产ASSET

新项目规划时新建资产ASSET项目，便于日后给操作站分配权限。我们公司的DCS系统集成了公司大部分项目，所以建立多个资产，给不同的操作站分配不同的操作权限尤为重要，例如本项目设立单独操作站和专门的操作岗位，给这台操作站分配仅操作给排水系统的权限，对其他项目的操作画面仅分配查看权限，防止不同岗位的操作人员误操作别的区域设备。

4.2 建立通道CHANNEL

打开编程软件进入SCADA，点击ADD ITEM(S)添加新通道，填写通道名称，并选择通道模式MODBUS/TCP，下装后在STATION软件内激活通道。

4.3 建立控制器CONTROLLERS

创建新控制器，填写控制器名称，并在ASSODATED ASSET选择新建的资产，用于以后操作站分配权限，在CHANNEL NAME 选择新建通道，在IP ADDRESS填写现场PLC地址，PLC STATION ID填写PLC对应站ID默认为1，接下来选择数据类型DATA TABLE，DIGITAL INPUT指数字量输入DI信号只读型对应PLC系统内10001-19999地址位，DIGITAL OUTPUT指数字量输出DO信号可读可写型对应PLC系统内00001-09999地址位，HODING REGISTER指保存寄存器AO信号可读可写型对应PLC系统内40001-49999地址位，INPUT REGISTER指输入寄存器AI信号只读型对应PLC系统内30001-39999地址位。本项目采取PLC系统DI、DO、AI、AO信号，所以每个站点建立了三个数据类型控制器，其中数字量输入输出各建一个，模拟量统一用HODING  REGISTER控制器。注意最后一栏ITEM NUMBER项目编号最大为99号，超过99号则无法是无效控制器，无法下装使用。

4.4 建立通讯点POINT

创建POINT时要选择点的类型，ANALOG POINT模拟量点和STATUS POINT状态点，根据需要采集的PLC系统点位数据类型来建立。数字量输入、输出点位都需建立STATUS POINT，数字量输入需要在MIAN界面PV SOURCE ADDRESS栏输入本站点的控制器名称，并输入PLC地址（如10105，则输入控制器名称后空格105），最后按需要选择点位刷新时间PV  SCAN PERIOD（推荐值为2），完成数字量输入的创建。数字量输出则是在CONLROL界面源地址和目的地址填写PLC地址（如00105，则输入控制器名称后空格105 0）根据选择刷新时间后完成创建。模拟量创建ANALOG POINT点，模拟量输入在MIAN界面填写PLC地址（如40105数据类型为实数，则输入控制器名称后空格105 real），后选择刷新时间和数据量程后完成创建。模拟量输出则是在CONLROL界面源地址和目的地之内填写PLC地址和数据类型再选择刷新时间后完成创立。

5  画面组态

在STATION内激活通道和控制器，并在COMMAND输入任意点位后按F12查看点位监视状态，对比PLC系统点位，一致后就可以开始对系统进行组态，画出画面和弹窗，连接相应的点位。做完后测试每一个设备，启停、状态、报警是否正常，都正常后完成项目。

6  结语

建设智能化矿山不可避免后期增加项目，当新增项目系统与主系统不一致时，第三方通讯的重要就会显现出来，把新项目增加到现有的系统，集散为整，不仅降低成本，减少现场值班人员，而且可以做到不出控制室就可以对整个项目的掌控，从而使矿山自动化集成度更高，为智能化矿山奠定夯实的基础。

参考文献

[1]. 李益.水情水调系统的设计与开发[D].北京市:北方工业大学，2006.

[2].吕海浦.霍尼韦尔PKS与第三方通讯[J].辽宁化工，2015,44(3):274-275.

[3]. 刘长坚.信息化在矿山管理中的研究[J].中国矿业，2011,20(7):122-125.