PLC 与DCS的通讯方式(plc与dcs的区别与联系)

发布时间:2022-03-08
来源:上海程控教育
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      化工区乙烯装置采用的是Honeywell TDC3000 DCS系统,这牵扯到要与许多PLC的通讯问题。因为在生产中操作人员要通过DCS的操作界面来了解所有系统的运行状况,这其中首当其冲的就是PLC,它应用在许多设备中,比如压缩机、膨胀机等。下面要涉及到就是几种基于Honeywell TDC3000的通讯方式:

一、DCS与PLC通讯的三种方式:

1.1LCN网络通过Hiway Gataway 连接到Data Hiway Port,具体如图:

PLC 与DCS的通讯方式

 

1.2LCN网络通过EPLCG(冗余)连接到各PLC,如图:

PLC 与DCS的通讯方式

      以上两种连接方法适合于较大规模的PLC通讯应用,具体的实现细节参照Honeywell详细介绍。而下面主要涉及的则是较小规模应用的通讯方式SI(Serial Interface)串行接口通讯方式。

1.3SI 在DCS与PLC 的通讯中扮演很重要的角色。SI是可以组态在TDC3000系统APM(Application Process Module)中的卡件, 所占用的位置等同于DI、DO、HLAI等卡件,只是没有事实上的Slot位。其连接示意图如下:

PLC 与DCS的通讯方式

 

二、通讯的接口和认可的设备:

在APM中,当把数据类型Array point (数组点)定义成外部IO操作时,该数据类型便可以连接到某SI卡件,并从中获取数据,而这些数据则是扫描自PLC子系统。每一个SI IOP(串行接口卡的IO处理器)可以通过电源适配器(Power Adapter)连接两个FTA,每个SI IOP有32个“虚”Slot位,前16个可以组态在FTA#1,后16个可以组态在FTA#2,且每个FTA可以有不同的接口,如Modbus接口和Allen-Bradley接口。

  2.1 Modbus接口所认可的设备Modicon 984 PLC及Honeywell 认可的其他设备,

  2.2 Allen-Bradley接口所认可的设备Allen-Bradley PLC-2、3和5等等。

 

三、通讯协议和卡件型号:

  每个SI FTA有一个同步或者异步通讯的接口,其支持RS-232和RS-422/485,其中Modbus 接口FTA支持两种协议,而Allen-Bradley 接口FTA只支持RS-232通讯。两种协议最表面的区别就是,RS-232对FTA和PLC连接的距离限于15米,而RS-422/485则可达305米。

  3.1 Modbus接口SI FTA的RS-232& RS-422/485协议时:

SI IOPMode: MU-PSIM11

Power AdapterMode: MU-TLAP02

FTAMode: MU-TSIM12

3.2  Allen-Bradley接口SI FTA的RS-232协议时:

SI IOPMode: MU-PSIM11

Power AdapterMode: MU-TLAP02

FTAMode: MU-TSIA12

 

四、通讯过程说明:

  通讯过程具体就是从PLC设备串行接口通过不同的协议设备读取过程数据到       FTA各个“虚”Slot中,然后通过SI IOP将数据写入APM的Image DataBase中,APM在一定的周期中将这些数据读取到组态所对应的SI Array Point中(对应的规则为分配的地址)。下图为通讯流程:

PLC 与DCS的通讯方式

 

  PLC中需要参与通讯的过程数据被组态在通讯寄存器中,位号与地址相对应,格式包含(组态地址+过程数值+校验位)的串行通讯数据块通过串行通讯线到达FTA后,在格式数据块中分离出来地址和过程数据,参考DCS的APM中组态的Slot对应的Array Point地址,并将数据传入正确的Array Point。在Modbus FTA 中数据以19.2Kbaud的速度被扫描,而在Allen-Bradley FTA 中每一个Array Point 都可以选择不同的扫描方式:

  A、free runing(用户定义时间扫描);

  B、periodic(固定周期扫描);

  C、Report-by-except(事件触发扫描RBE);

来组态,而在APM中,从Image DataBase中扫描数据则有以下三种速度(1/4秒、1/2秒、1秒)。

 

五、膨胀机PLC与DCS的通讯实例:

5.1该应用就是用SI 与DCS通讯的,将膨胀机的过程数据传给DCS,在进行量程和工程单位的转换。

5.2参数设置:

   膨胀机与DCS采用RS-485方式通讯,协议是标准的Modbus RTU,PLC设置地址是 1,  

   波特率9600,选择偶校验。

5.3模块选择: 

SI IOPMode: MU-PSIM11

Power AdapterMode: MU-TLAP02

FTAMode: MU-TSIM12

5.4通讯数据说明及地址分配:

   所用到的数据类型为模拟量和数据量,模拟量所占用Modbus 地址为40001~40035,都是膨胀机的压力、温度、油位、振动位移等。数字量数据占用40051和40052两地址的若干位,都是膨胀机的运行状态、压力开关和温度tirp状态及报警信号。

 

六、总结:

  PLC与DCS的通讯是每个石化企业都要用到的,控制和连锁有效的结合需要良

  好的通讯。SI的应用在一定程度上能达到这个目的,但是其可靠性较低,适合

  用于设备状态的监测。

 

plc与dcs的区别与联系

一、网络不同

 

1、DCS网络是整个系统的中枢神经,和利时公司的MACS系统中的系统网采用的是双冗余的100Mbps的工业以太网,采用的国际标准协议TCP/IP。它是安全可靠双冗余的高速通讯网络,系统的拓展性与开放性更好。

 

2、而PLC因为基本上都为个体工作,其在与别的PLC或上位机进行通讯时,所采用的网络形式基本都是单网结构,网络协议也经常与国际标准不符。在网络安全上,PLC没有很好的保护措施,我们采用电源、CPU、网络双冗余。

 

二、安全性不同

 

1、为保证DCS控制的设备的安全可靠,DCS采用了双冗余的控制单元,当重要控制单元出现故障时,都会有相关的冗余单元实时无扰的切换为工作单元,保证整个系统的安全可靠。

 

2、PLC所搭接的系统基本没有冗余的概念,就更谈不上冗余控制策略。特别是当其某个PLC单元发生故障时,不得不将整个系统停下来,才能进行更换维护并需重新编程。所以DCS系统要比其安全可靠性上高一个等级。

 

三、系统维护不同

 

1、系统软件,对各种工艺控制方案更新是DCS的一项最基本的功能,当某个方案发生变化后,工程师只需要在工程师站上将更改过的方案编译后,执行下装命令就可以了,下装过程是由系统自动完成的,不影响原控制方案运行。系统各种控制软件与算法可以将工艺要求控制对象控制精度提高。

 

 

2、而对于PLC构成的系统来说,工作量极其庞大,首先需要确定所要编辑更新的是哪个PLC,然后要用与之对应的编译器进行程序编译,最后再用专用的机器(读写器)专门一对一的将程序传送给这个PLC,在系统调试期间,大量增加调试时间和调试成本,而且极其不利于日后的维护。

 

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