山西南耀集团20万吨甲醇项目DCS与子系统通讯的介绍
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摘 要：分布式控制系统DCS是化工企业主要装置最常用的控制系统，同时企业还有一些小型的，的控制系统。如何实现系统间的通讯，对化工企业是一件工作中经常需要解决的问题。
关键词：通讯协议 分布式（DCS）控制系统 子系统
一、项目系统概述
山西南耀集团20万吨甲醇项目使用横河CENTUM-CS3000系统，具有可靠性高、组态维护方便、开放性好等优点，此系统适用于大中型项目。
CENTUM-CS3000系统由工程师站(EWS)、人机接口站(HIS)、现场控制站(FCS)、通信总线等组成，其中：
EWS：工程师站，用于项目组态，同时可进行生产过程的操作与监视；
HIS：人机接口站，用于工厂生产过程的监视与操作；
FCS：现场控制站，用于工厂过程控制。
Ethernet:用于系统内各HIS间进行数据交换的网络。
V-net/IP：用于连接系统内各部件的实时控制网。
CS3000系统最多由64个设备构成，其中EWS/HIS最多16台， 当有8台以上的EWS/HIS时，需配备1台服务器SERVER，用于保存项目数据。
本项目共配置了1台工程师站，7台操作站，1个控制站.
二、子系统通讯介绍
本项目dcs系统与PLC系统之间通过MODBUS协议通讯,采用四线制。
1.Modbus 通讯要求
所用卡件：ALR121
ALR121介绍:
1.1通讯接口:2组5针RS-422/485接口
1.2 连接方式:点对点连接(RS-422) 多点连接(RS-485)
1.3通讯方式:半双工
1.4同步方式:起/停同步
1.5通讯速度:1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/76800/
115200bps
1.6传输代码:ASC||/二进制
1.7 奇偶校验:不/奇/偶
1.8字符长度：7/8位
1.9停止位:1/2位
1.10当数据传送时接收到的时间:1微秒
1.11最大传输距离:1200米(总的扩展长度)
1.12I/O接线:AKB161(带三层屏蔽层,用于ALR121与FA500连接,最长100米)
AKB162(带三层屏蔽层,用于ALR121与FA-M3连接,最长100米)
1.13 连接方式:压接端子式（M4螺钉）
1.14电流消耗:0.5A
2.本项目Modbus 通讯要求
本项目中采用ALR121卡件通讯，RS-422/RS-485接口，MODBUS/RTU模式，与ESD系统通讯。DCS系统必须为主站。需要设置以下参数：
2.1波特率（Baud Rate）：4800bps
2.2奇偶校验（Parity）:odd
2.3 数据位（Data Bits）:8
2.4 停止位（Stop Bits）:1
2.5 采用2线制还是4线制（2-Wire/4-Wire）:4-Wire
2.6 ESD系统的站号（Station）
2.7 通讯点及其对应寄存器地址（Address）
2.7.1每块ALR121有两个接口（Port），将通讯电缆连接至任意一个接口，在此NODE的Properties中定义相关内容：通讯卡件类型及安装位置，Card Common中选择MODBUS，Port1或Port2中定义波特率、奇偶校验、数据位、停止位、2线制或4线制等。
2.7.2打开通讯卡件组态画面，%WW为系统位号，定义Buffer，即缓冲区大小，为偶数，Program Name中选择通讯卡件在控制柜中安装的实际位置，Size为连续排列的点数，Port为连接的口，IP Address不需设置，Station为ESD的站号，Device&Address为点的起始地址，Data Type为点的类型，DI对应Input （Discrete），AI对应Input(16-Bit Signed)等。其余为默认项。
2.7.3模拟量每通道对应1个模拟量点，开关量每通道对应16个开关量点。即%WW0001对应%WB000101～%WB000116。模拟量点的设置，其地址的使用方法同通道地址。开关量需要在Tools—Call %WB Tag Number Definition中定义详细的每个工位名，在系统中即可直接调用。
2.7.4需要注意的地方：32位浮点型地址需要减1
2.7.4.1TRICON的ESD系统因为模拟量的通讯类型是16位符号型Input（16-Bit Signed）子系统的地址和DCS对应的通讯地址是一一对应。
2.7.4.2氢回收的PLC系统，模拟量的通讯类型是32位浮点型Input（32-Bit Floating），子系统的地址对应到DCS这边需要减1，如PICA-902在PLC的地址是48193，在DCS里应设成A48192
2.7.5部分所需传送的模拟量数值大于65536，用16-Bit Unsigned传送范围为0～65536，无法传送。对于此数据问题的情况，我们可以针对PVI如图8所示仪表的Input Signal Conversion设置为Communication Input这种输入方式。
这样在仪表的Detail定义中的BASIC里就有两项Data Conversion Gain和Data Conversion Bias 可以针对输入数据做设定。
2.7.6部分所需传送的模拟量数值设计院要求有两位小数精度，使用16-Bit Unsigned传送时无法保留这部分小数，故ESD系统将数据乘以0.1/0.01/0.001,DCS这边将Gain相应设置为10/100/1000。
2.7.7使用16-Bit Unsigned传送时对负数的处理，ESD系统将数据转换成正数传送过来，DCS系统这边将Bias设置为相应的负数，计算到达到正确的数值。
三、结论
通过以上方法顺利完成了南耀集团甲醇项目DCS与子系统通讯，且对于以上组态的方法，可以解决通讯中对任何16-Bit Unsigned数据类型的传送。