3.3 BENTLY 3500 汽机安全监视系统(TSI)
Bently 3500汽机安全监视系统2套,其MODBUS通讯模块为通讯网关MODBUS RS-485输入/输出模块(卡件),同DCS的通讯采用一主二从(主方在终端位置)的4线制全双工接口方式。通讯电缆连接方式如图5所示。
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在此TELEPERM XP的CM104下挂2套Bently 3500 ,故下列参数设置必须相同。Bently 3500系统:Modbus Slave Address 分别为1 ,2。Baud Rate = 19200 ,Data Bit = 8(RTU方式) ,Stop Bit =1 ,Parity = None。其MODBUS RS-485输入输出模件内置了终端拨码开关,因此把RACK2的通讯模块MODBUS 1接口下拨码开关RX-TERM为ENABLE即需要终端电阻。 3.4 锅炉等离子点火系统
等离子点火系统采用了西门子S7-300 系列PLC,用CP341 卡作为MODBUS 通讯模块。CP341 卡有1 个15 针串行接口,支持MODBUS 协议。PLC 通讯参数设置为Modbus Slave Address = 1 ,Baud Rate= 19200 ,Data Bit = 8(RTU 方式) ,Stop Bit = 1 ,Parity = None。主站DCS 的CM104 串口经过RS-232C 到RS-485 接口的转换后与CP341 通讯不正常, 检查PHOENIX 的PSM-EG-RS-232C/RS-485-P/ZD 接口转换适配器,只有数据发送请求指示灯RTS 正常显示。而从站的CP431 模件的通讯状态指示只有接收指示灯RxD 正常。通讯线路断开后,CM104 和CP341 分别连接笔记本电脑,使用MODSIM32 和MODSCAN32 软件分别模拟仿真通讯的“从站”和“主站”进行诊断,发现
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数据经过接口适配器转换后报文格式不正确,导致从站没有响应而不能给主站返回数据。解决方法:更换其他厂家的RS-232C/RS-485 接口适配器后通讯正常。通讯连接如图6。
4.实施过程中的注意事项
当连接和组态工作正确无误后,PLC和DCS会进入正常的数据通讯状态。这可以从卡件的状态灯上反应出来。一般卡件上都会有表示错误状态、数据传送和数据接收的相应指示作为判断通讯状态和进行故障诊断的依据。
当通讯不正常时,卡件的状态指示灯会立即显示错误状态。此时应先检查硬件错误再检查软件错误,如通过软件组态功能块的诊断信息来查找故障原因。在软件编程方面,要注意以下两点:
1)要确保PLC和DCS的通讯速率一致,建议使用9600或19200常用的通讯速率,而且最好不要增加奇偶校验。
2)要保证通讯数据地址的有效性,如果有“地址错位”的情况,偏置可以在主站CM104中设置,而部分通讯第三方厂家也具有该功能,这也需要双方事先协调好。
在硬件方面,要注意以下方面:确保使用屏蔽的ITP电缆,同时注意在接线时一定要正端连接正端,避免接反。在接口适配器的选型上,由于各厂商设计规范不尽相同,尽量使用认可度高、实用效果好的产品;如果通讯经过两次接口转换,最好选用同厂商的同型号产品,
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避免存在兼容性问题。 5.结束语
通讯实施后,在传输信号的质量上以及维护上都有了比较明显的改善,岱海电厂#1机组目前已经投入使用,PLC上所有监视、控制都可以在DCS上进行。通讯的实时性很好,但部分控制信号如发短脉冲指令时(<1秒)在精度上略显不足。对于DCS项目工程师在控制方面的设计与组态也许不会感到有什么困难,但对于把不同厂家的PLC与DCS连接起来则可能会感到很困难。以上是笔者在内蒙古岱海电厂一期2×600MW机组调试PLC与DCS通讯时的一点总结并具有一定的代表性,希望能给同行提供一些帮助。
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1 引言
工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制,如今已进入网络集约制造时代。工业控制器连网也为网络管理提供了方便。Modbus就是工业控制器的网络协议中的一种。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通讯约规。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为主流的工业标准之一。他为符合Modbus协议的不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。
2 Modbus RTU协议在S7-200中的应用原理 2.1 Modbus RTU协议与S7-200相互关系简介
S7-200 CPU上的通讯口Port0可以支持Modbus RTU协议,成为Modbus RTU从站。此功能是通过S7-200的自由口通讯模式实现,因此可以通过无线数据电台等慢速通讯设备传输。
如果想在S7-200 CPU与其他支持Modbus RTU的设备使用Modbus RTU协议通讯,需要由有S7-200 CPU做Modbus主站。S7-200 CPU做主站必须由用户自己用自由口模式,按相关协议编程。
在S7-200控制系统应用中,Modbus RTU从站指令库只支持CPU上的通讯0口(Port0)。要实现Modbus RTU通讯,需要Step7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的编程软件,而且须安装Step7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令库)。Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。
2.2 Modbus RTU协议在S7-200中应用的基本过程
(1) 首先检查S7-200控制系统中所用Micro/WIN的软件版本,应当是Step7-Micro/WIN V3.2以上版本。 (2) 检查Micro/WIN的指令树中是否存在Modbus RTU从站指令库(图1),库中应当包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。如果没有,须安装Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令库)软件包,如图1所示。
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