高劍　吳矯　杜斌斌　賈桂娟

摘 要：對青海鹽湖股份公司化工分公司化肥廠的兩套S7-300 PLC系統(tǒng)與S7-400H DCS系統(tǒng)之間通訊方式、通訊連接以及通訊組態(tài)進行介紹。

關(guān)鍵詞：PLC；DCS；CP 342-5；Y-LINK；通訊；組態(tài)

1 概述

青海鹽湖股份公司綜合利用項目二期工程合尿素采用二氧化碳氣提法，尿素造粒采用海德魯工藝生產(chǎn)大顆粒尿素。成品包裝區(qū)則在裝置區(qū)一公里外。尿素裝置生產(chǎn)控制采用西門子S7-400H DCS系統(tǒng)，包裝則采用西門子S7-300 PLC系統(tǒng)。另外尿素生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備高壓液氨泵、甲胺泵采用變頻電機驅(qū)動，對設(shè)備要求較高，所以也采用S7-300系統(tǒng)控制。由于包裝離主控較遠，氨泵、甲胺泵控制柜則安裝在變電所變頻器旁邊，在生產(chǎn)時對中控操作人員無論是監(jiān)控還是操作都極為不便，所以將PLC信號通訊到DCS監(jiān)控就十分必要。

2 采用的通訊介質(zhì)

液氨泵、甲銨泵PLC做從站與DCS主站距離為150米，采用PROFIBUS-DP線纜為通訊介質(zhì)。同樣包裝PLC與DCS距離為1000米，為保證傳輸信號不衰減，采用多模光纖作為通訊介質(zhì)。

3 所使用的硬件

ET200M：可以做為PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線上的從站，也可以做為主站；這里我們用它做主站。因為系統(tǒng)是冗余系統(tǒng)，所以需要2塊ET200M模塊。

Y-LINK：作用是將S7-400H系統(tǒng)下冗余的PROFIBUS-DP轉(zhuǎn)成單DP鏈路，去連接DP鏈路不冗余的設(shè)備。OLM：西門子OLM模塊即為將電信號轉(zhuǎn)化為光信號的通訊設(shè)備。其使用方便，幾乎不需要設(shè)置就可以直接使用。硬件的連接方式：包裝PLC接口通過光纖連接至OLM上，將信號電信號轉(zhuǎn)化為光信號通過光纖進行傳輸，將光纖另一頭接到主站的OLM光纖接口上；液氨、甲銨泵PLC通過PROFIBUS線纜將從站的CP342-5的DP口接上，線纜另一頭連接至主站OLM的DP接頭上。再將主站OLM的DP出口線纜接至Y-LINK上。Y-LINK串聯(lián)在ET200M下面。

4 從站組態(tài)

4.1 尿素顆粒包裝PLC系統(tǒng)組態(tài)

該CPU自帶DP通訊口，在CPU 315-2PN/DP下的MPI/DP對通訊參數(shù)進行設(shè)置。其通訊類型為PROFIBUS。地址為4，該地址與主站地址必須一致。選擇通訊方式為DP，選擇通訊速率為187.5Kbps。點擊“operational mode”選項，選擇“DP Slave”表示該PLC做從站。如果激活“Test commissioning routing”選項，意味著這個接口既可以做作DP從站，還可以通過這個接口監(jiān)控程序。點擊configuration選項，這里的“I”表示DCS發(fā)送，PLC接收數(shù)據(jù)。相應(yīng)的，“O”表示PLC發(fā)送，DCS接收的數(shù)據(jù)。一致性選項可以選擇為“Unit”，表示在“Unit”中定義的數(shù)據(jù)格式發(fā)送，即按字或字節(jié)發(fā)送；若設(shè)置為“ALL”，表示傳送的數(shù)據(jù)發(fā)送方式為打包發(fā)送，每個數(shù)據(jù)包最多32個字節(jié)。這里我們選擇“ALL”格式。編譯和下載后即完成包裝PLC從站的組態(tài)。

4.2 氨泵、甲銨泵PLC從站組態(tài)

該CPU自帶DP342-5通訊口，對DP345-2進行設(shè)置，將該PLC設(shè)為從站、地址設(shè)為5（必須與主站中通訊地址一致）、通訊方式設(shè)置為PROFIBUS-DP，通訊速率設(shè)置為187.5Kbps。CP342-5作為主站需調(diào)用FC1、FC2建立通訊接口區(qū)，作為從站同樣需要調(diào)用FC1、FC2建立通訊接口區(qū)。在從站CPU下的S7 program下的Block中里找到FC1、FC2。并在OB1中調(diào)用FC1、FC2建立通訊區(qū)。這里按照DP通訊模塊的組態(tài)，我們將發(fā)送從站的發(fā)送字節(jié)設(shè)置為64字節(jié)，接收設(shè)置為16字節(jié)。

5 主站組態(tài)

主站為S7-400H系統(tǒng)，因為兩個PLC從站是下掛在ET200M下面的，所有先根據(jù)訂貨號插入ET200M。需注意ET200M的收發(fā)最大字節(jié)數(shù)為244字節(jié)，所有從站與DCS通訊字節(jié)數(shù)不能超過244字節(jié)數(shù)。在彈出的屬性窗口中按地址排列應(yīng)將該ET200M地址設(shè)置為74。新建一條PROFIBUS（3），類型設(shè)置為DP，通訊速率設(shè)置為187.7Kbps，與從站的通訊速率一致。到西門子工業(yè)自動化網(wǎng)站下載中心下載對應(yīng)產(chǎn)品的GSD文件，然后點擊HW Configure菜單欄中Options下的Install GSD File選項。選擇所下載的GSD文件。在安裝完成以后，即可對主站進行組態(tài)。首先組態(tài)主站4包裝PLC。將剛安裝好的GSD文件按訂貨號將對應(yīng)CPU 315-2 PN/DP V3拖至PROFIBUS（3）上，將地址設(shè)置為4，通訊速率選擇為187.5Kbps。將右側(cè)的CPU 315-2 PN/DP V3展開組態(tài)I/O通訊單元。這里我們將1個Master_Q Slave_I 16B tot.lgth和2個Master_I Slave_Q16B tot.lgth分別拖至DP的槽4至槽6。從站5的組態(tài)與從站4的組態(tài)類似。在全部設(shè)置都完成以后，保存并編譯，下載到CPU以后。PLC與DCS之間通訊完成。在后面的調(diào)試中發(fā)現(xiàn)通訊建立不起來，但是主站上ET200M、OLM和從站DP上的通訊指示燈顯示通訊已建立，主站上無法讀取從站發(fā)送的數(shù)據(jù)。通過檢查發(fā)現(xiàn)是因為在從站CP屬性設(shè)置中“Consistency”的類型設(shè)置為“ALL”，表示打包發(fā)送數(shù)據(jù)，最大字節(jié)數(shù)為32字節(jié)。后來將從站的發(fā)送字節(jié)改為2個32字節(jié)包，問題得到解決。另外，E200M的最大發(fā)送和接收字節(jié)為244字節(jié)。在上例中，兩個PLC從站的發(fā)送總字節(jié)為96字節(jié)，接收總字節(jié)為32字節(jié)。字節(jié)總數(shù)為28字節(jié)。如果兩個從站的總發(fā)送和接收字節(jié)數(shù)超過244字節(jié)，就無法使用Y-LINK兩路變一路的通訊方式，而是兩個PLC從站分別與兩套ET200M卡件通訊。

6 結(jié)束語

PLC與DCS通訊的建立，實現(xiàn)了控制的自動化。為進一步提高公司的生產(chǎn)和管理水平奠定了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]羅紅福，胡斌.PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線工程應(yīng)用實例解析[M].中國電力出版社，2008.

[2]PLC-PLC之間的PROFIBUS通訊.西門子自動化與驅(qū)動產(chǎn)品在線支持.http：//www.ad.siemens.com.cn/service.

[3]SIMITIC ET200M分布式I/O站.西門子自動化與驅(qū)動產(chǎn)品在線支持.http：//www.ad.siemens.com.cn/service.

[4]S7-300和S7-400集成PN口的S7通信.西門子自動化與驅(qū)動產(chǎn)品在線支持.http：//www.ad.siemens.com.cn/service.

作者簡介：高劍（1986，7-），男，漢，助理工程師，自動化專業(yè)，本科學(xué)歷，工學(xué)學(xué)士。