編者語：隨著DCS系統在化工自動化領域的廣泛應用，其功能已不僅僅是完成控制和操作，在很大程度上還要整合其它各輔助系統的運行信息和生產數據，并將這些數據提供給操作人員和管理者。因此，DCS系統如何實現與第三方系統間通訊進行數據交換，越來越被更多的用戶重視并廣泛應用。

　　大慶煉化公司30萬噸/年聚丙烯裝置DCS控制系統是CS3000系統，有5套PK包機組采用西門子獨立的S7400PLC系統，并與CS3000進行MODBUS通訊。在DCS與PLC通訊時，DCS只能作為主設備，PLC作為從設備。MODBUS為單主站網絡協議，所以系統中只能夠有一個MODBUS主站，并且只能夠實現主站和從站的數據交換，從站之間不能進行數據交換。

　　西門子CP340/CP341/CP440/CP441-1/CP441-2模塊是S7300/400系列PLC中的串行通訊模塊，該模塊具有串行通訊口。可以使用這種通訊模塊實現S7300/400與其他串行通訊設備的數據交換，例如打印機、掃描儀、儀表、MODBUS主從站、Data Highway站、變頻器，USS站等。下面以CP341與ALR121為例介紹其通訊功能，其網絡框圖如圖1所示。

　　一、通訊的硬件配置
　　1、 CS3000系統的ALR121通訊卡
　　ALR121通訊卡支持RS 422/ 485 通訊，其接口定義和通訊接線如圖2所示。RS485接線采用普通的3線接法。
　　2、 西門子CP341通訊卡
　　CP341通訊模塊是西門子S7-300/400系列PLC中的串行通訊模塊，具有1個串行通訊口（RS232C或RS485/422）。可以使用這種通訊模塊實現S7300/400與其它串行通訊設備的數據交換其物理接口如圖3所示。

       圖1  CP341與ALR121通訊網絡示意圖

　　3、CP341 與 ALR121連接
　　進行RS485通訊時，將CP341的4、8、11端子與ALR121的TX+、TX－、SG端子連接，接線圖如圖4所示。

　圖2 ALR121硬件接口

　　圖3   CP341硬件接口

　　圖4  RS485通訊CP341 與 ALR121接線圖

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　　二、軟件組態
　　下面以聚丙烯PK301機組S7-414H型PLC與CS3000系統間通訊為例，介紹CP341和ALR121如何進行通訊組態和編程的。
　　1、PLC 軟件編程
　　首先安裝STEP 7 V5.3＋SP2版編程軟件和CP341模板所帶的軟件驅動程序。在硬件配置中定義CP341通訊卡，如圖5所示。在標記CP 341 選擇"Edit > Object Properties"，或者雙擊CP 341，顯示圖6.0，不必在"General"，"Addresses"和"Basic Parameters"標簽中做任何設置。點擊" Parameters"按鈕來參數化波特率9600，偶校驗等參數，這里非常重要的一點就是PLC作為MODBUS通訊的從站地址"10"的定義，如圖6.1所示。然后再設定MODBUS從站的Function Code地址與PLC中M，I，Q等地址的對應關系。圖6.2是定義MODBUS通訊RS485協議的定義，圖6.3是定義調用的DB60和DB61數據塊。

　　圖5  CP341通訊卡硬件組態

　　圖6.0 CP341屬性顯示MODBUS通訊連接

　　圖6.1  CP341通訊從站端口定義

　　圖6.2  CP341中定義RS485通訊

　　圖6.3  CP341中定義調用的DB數據塊

　　2、CS3000系統組態
　　在CS3000組態中，首先要對ALR121的定義。定義為冗余型通訊卡，通訊端口為PORT2。如圖7所示。然后定義端口PORT2的通訊參數，波特率9600BPS，偶校驗，響應時間等，如圖8所示。
　　在定義完通訊卡屬性后，最最重要的一項工作就是在ALR121中定義通訊點的地址。如圖9所示。其中關鍵參數是：
　　SIZE：44
　　PORT：2
　　STATION：10
　　DEVICE&ADDRESS：A30061 （數字量）
　　DEVICE&ADDRESS：A30080 （模擬量）
　　DATA TYPE：Input（32－Bit Floating）
　　LABEL：％％TT3501    (僅以模擬量溫度指示TT3501為例)
　　DEVICE&ADDRESS的地址A30080是PLC編程者提供的MODBUS通訊地址的起始地址，以后的排列順序必須與PLC提供的地址表相一致。 在 MODBUS PLC的地址結構如下：
　　< function code> + <device type> + <address of the device>
　　"xxxx" 是MODBUS PLC通訊的起始地址，范圍是1 － 65535 (1H to FFFFH) ，對于PK301機組模擬量通訊的起始地址就是A30080，數字量通訊的起始地址就是A30061。

　　圖7  ALR121通訊卡屬性定義

　　圖8   ALR121通訊卡通訊端口定義

　　圖9  ALR121中定義通訊點的地址

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　　對于數字量通訊，在定義完硬件地址A30061等參數后，要記住％WW0109地址，然后如圖10在FCS0101的SWITCH中定義通訊點變量詳細地址。注意，由于1Word=8Byte＝16Bit，因此％WW0109對應%WB10901~%WB109016，可以定義16個數字量。按照PLC程序提供的通訊變量順序定義地址，如圖11所示。其中Tag Name是在CS3000系統中調用的變量名稱，如變量TT3506AS就是溫度傳感器故障報警信息，在DCS流程圖中的調用見圖12所示。

　　圖10  在SWITCH中定義通訊點變量

　　圖11數字量通訊點地址分配

　　圖12  TT3506AS在DCS流程圖中調用

　　對于模擬量，當對PLC通訊到DCS的數據進行顯示時，利用CS3000系統的FUCTION BLOCK建立PVI顯示即可，例如TI3501組態如圖13所示。

　　圖13  FUCTION BLOCK的PVI組態

　　結論
　　聚丙烯裝置運行幾年來，PLC與DCS通訊性能穩定，技術可靠，已經在數據統計分析等方面體現出明顯的優勢，已經成為當今自動化應用領域的發展方向。當然PLC與DCS通訊的手段和策略有很多種，需要廣大的用戶不斷總結和探索，本文所闡述的不當之處還請同行專業人士批評指正。（作者：劉建宇 大慶煉化公司機電儀廠 ）