就地控制设备与霍尼韦尔DCS系统的通讯应用

(整期优先)网络出版时间:2022-08-24
/ 3

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PLCSCADA;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

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。

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

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(MDB)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

7 测试建立点位数据

测试完数据的准确性以后开始建立PLCDCS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PLCIP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   DCSPKS)系统的SCADA组态

SCADAsupervisory 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 TABLEDIGITAL 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DIDOAIAO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。

画面组态

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。

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.