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 前言

　　近幾年來，PLC 因其可靠性高、編程簡單、抗干擾強等優(yōu)點在工業(yè)控制領域得到了廣泛應用。但PLC 在人機交互性能方面較弱，而工業(yè)控制計算機具有良好的人機界面及控制決策能力，因此，將二者結合起來可有效實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的綜合控制。

　　為了在DCS和PLC之間實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，完成邏輯聯(lián)鎖控制，那么解決DCS和PLC之間的數(shù)據(jù)通信成為系統(tǒng)成敗的重要因素。

　　2 通信協(xié)議

　　2.1 TPS系統(tǒng)協(xié)議

　　TPS系統(tǒng)支持兩種技術協(xié)議，一種是Modicon公司的Modbus 協(xié)議，一種是Allen-Bradley（以下簡稱A-B）協(xié)議.使用A-B協(xié)議時設備端需配置支持AB公司全雙工DF1協(xié)議接口。Modicon公司的Modbus協(xié)議可以在不同網(wǎng)絡之間通信，支持的網(wǎng)路包括Modbus，Modbus+工業(yè)以太網(wǎng)，以及標準網(wǎng)路：WAP和以太網(wǎng)。網(wǎng)絡間通過設備的內(nèi)置端口或網(wǎng)絡適配器等來相互訪問。基于Modbus協(xié)議的各設備采用主從技術通信。網(wǎng)路中某一臺機器作為主機發(fā)請求，其他及其機器作為從機做出應答，主機可以尋址個獨立從機，也可以向所有從機廣播，被尋址的從機向主機返回

　　消息，Modbus協(xié)議建立了主機發(fā)出查詢請求的格式：包括從機地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗；從機響應消息的格式為從機地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗；如果發(fā)生錯誤；從機將返回一條出錯消息。一般來說。通訊數(shù)量少且要以文本為主的通訊采用Modbus ASCII規(guī)約，通訊數(shù)量大且是二進制數(shù)值時則采用Modbus RTU模式通訊。消息中的每個字節(jié)包含兩個十六進制數(shù)，本系統(tǒng)中Tps系統(tǒng)采用的是Modbus RTU規(guī)約，一條Modbus 網(wǎng)絡中可以容納16個節(jié)點，但只允許在一個主設備即DCS控制器.

　　2.2 Modbus 通信傳輸

　　有兩種傳輸方式：一種是ASCⅡ模式：當控制器設為在Modbus網(wǎng)絡上以ASCII美國標準信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個8Bit字節(jié)都作為兩個ASCII字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點是字符發(fā)送的時間間隔可達到1秒而不產(chǎn)生錯誤.

　　另一種是RTU模式:當控制器設為在Modbus網(wǎng)絡上以RTU（遠程終端單元）模式通信，在消息中的每個8Bit字節(jié)包含兩個4Bit的十六進制字符。這種方式的主要優(yōu)點是：在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。

　　2.3 TPS系統(tǒng)SI FTA

　　TPS系統(tǒng)SI卡的FTA有兩種，Moudbus SI FTA的串行接口支持Moudbus的RTU協(xié)議，使用的通信

　　方式是ELA-232D或者EIA-422．485D，同時也支持PLC的多分支網(wǎng)絡結構。SI與子系統(tǒng)進行直接的數(shù)據(jù)通訊，子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可被采集到APM和HPM中，這些數(shù)據(jù)可以直接用于數(shù)據(jù)采集或者用于控制策略中。

　　2.4 通信接口

　　標準的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗?？刂破髂苤苯踊蚪?jīng)由Modem組網(wǎng)。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)都有開放的硬件接口和通信協(xié)議，具有良好的兼容性。TPS系統(tǒng)提供SI串行接口卡，帶有1個RS一232接口和1個RS一485／422接口，現(xiàn)采用RS一485口。該串行口可接l5臺子系統(tǒng)，通信距離可達1200m。西門子PLC系統(tǒng)提供通信卡CP341一RS422／485，可進行串行口數(shù)據(jù)的收發(fā)。

　　3 硬件方案的實施

　　3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡構建

　　由于在我公司使用的DCS系統(tǒng)中，以TPS的系統(tǒng)居多，在PLC方面以S7-300為例，所以本系統(tǒng)設計結構：2臺GUS操作站互為備用；1臺NIM負責GUS和過程控制器HPM通信；1臺HM為歷史模件。過程控制級由1套HPM及幾套PLC組成。1個PLC主要負責1個包單元，HPM負責其它所有模擬數(shù)字點的檢測和控制。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)由SI卡連接，通過RS一485口進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這樣主控就能更加準確的了解裝置的運行情況，尤其是對包單元設備的了解。并能進行遠程控制.在此由4個包單元，4個PLC為例，TPS系統(tǒng)安裝在控制室，PLC系統(tǒng)則安裝在現(xiàn)場. 如圖1所示：

　　3.2 通信模件的連接

　　TPS SI(串行接口)模件和西門子PLC CP341一RS422／485(Modbus接口)模件之間的連接，如圖2所示：

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　1 前言

　　近幾年來，PLC 因其可靠性高、編程簡單、抗干擾強等優(yōu)點在工業(yè)控制領域得到了廣泛應用。但PLC 在人機交互性能方面較弱，而工業(yè)控制計算機具有良好的人機界面及控制決策能力，因此，將二者結合起來可有效實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的綜合控制。

　　為了在DCS和PLC之間實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，完成邏輯聯(lián)鎖控制，那么解決DCS和PLC之間的數(shù)據(jù)通信成為系統(tǒng)成敗的重要因素。

　　2 通信協(xié)議

　　2.1 TPS系統(tǒng)協(xié)議

　　TPS系統(tǒng)支持兩種技術協(xié)議，一種是Modicon公司的Modbus 協(xié)議，一種是Allen-Bradley（以下簡稱A-B）協(xié)議.使用A-B協(xié)議時設備端需配置支持AB公司全雙工DF1協(xié)議接口。Modicon公司的Modbus協(xié)議可以在不同網(wǎng)絡之間通信，支持的網(wǎng)路包括Modbus，Modbus+工業(yè)以太網(wǎng)，以及標準網(wǎng)路：WAP和以太網(wǎng)。網(wǎng)絡間通過設備的內(nèi)置端口或網(wǎng)絡適配器等來相互訪問?；贛odbus協(xié)議的各設備采用主從技術通信。網(wǎng)路中某一臺機器作為主機發(fā)請求，其他及其機器作為從機做出應答，主機可以尋址個獨立從機，也可以向所有從機廣播，被尋址的從機向主機返回

　　消息，Modbus協(xié)議建立了主機發(fā)出查詢請求的格式：包括從機地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗；從機響應消息的格式為從機地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗；如果發(fā)生錯誤；從機將返回一條出錯消息。一般來說。通訊數(shù)量少且要以文本為主的通訊采用Modbus ASCII規(guī)約，通訊數(shù)量大且是二進制數(shù)值時則采用Modbus RTU模式通訊。消息中的每個字節(jié)包含兩個十六進制數(shù)，本系統(tǒng)中Tps系統(tǒng)采用的是Modbus RTU規(guī)約，一條Modbus 網(wǎng)絡中可以容納16個節(jié)點，但只允許在一個主設備即DCS控制器.