PLC在DCS系统的应用实例.docx
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PLC在DCS系统的应用实例.docx
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PLC在DCS系统的应用实例
PLC在DCS系统的应用实例
一、前言
PLC在SmartPro系统中的应用根据通信方式可以分为三类:
1、串口通信:
一般将PLC与计算机的串口相联接,通过RS232或RS485接口与PLC进行数据通信。
这种方式适用于低速、接口开放性较差的PLC系统。
一般需要针对性的通信开发。
2、以太网通信:
这种通信方式要求PLC具有以太网接口,或者具有RS485/以太网关转换接口。
通过这种方式可以实现较灵活的网络形态,满足用户特定的现场环境需求,同时使用也比较方便。
典型的如西门子S400系列。
3、DP接口:
采用这种方式的PLC一般是作为DP从站挂接在DCS系统的DP总线上,实现与DCS的双向通信。
这种方式可以避免前两种中PLC数据不能参与DCS运算的缺点,应用较广泛。
还有一类是在软件之间进行通信连接。
即通过PLC的上层监控与DCS系统的上层监控软件之间以OPC、NETDDE等方式进行数据的通信与监视。
这种情况一般应用在扩展已存的小型系统、或在各独立小型PLC系统之间进行联网。
随着技术的发展,PLC和DCS的差别也越来越小,用户也希望在整个系统中避免过多地接口转换。
针对此,现在市场上也推出了各种转换元件,如RS485/以太网,RS485/DP接口等,仅仅通过填表式的操作就能完成以前开发人员的接口编程工作,大大方便工程使用。
下面以SmartPro系统为例简要介绍FOPLC在DCS系统中的应用。
不管PLC与何种DCS系统连接,一般涉及三个方面:
PLC侧的组态、DCS侧的组态、两者之间的通信区的设置与读取。
下面逐一介绍:
二、PLC侧的组态设置
FOPLC与西门子S300系列兼容,因此一般使用STEP7软件完成对FOPLC的组态设置。
要在Step7中使用FOPLC模块,就必须将FOPLC模块加入Step7硬件配置器(HWconfig)的模块列表(Catolog)中。
步骤:
将FOPLC的GSD文件(G5_S7.gsd)拷贝至Step7的安装路径下\s7data\gsd\目录中;
1、工程建立
再打开STEP7软件,新建一个工程,提示如下:
输入工程名、路径等信息;点击OK。
出现如下信息:
对着工程名点击鼠标右键,选择“InsertNewObject→SIMATIC300Station”,出现如下界面:
双击“SIMATIC300
(1)”,出现如下界面:
双击“Hardware”,即进入了硬件配置界面(硬件配置):
执行【Options】→【UpdateCatolog】菜单即可。
出现如下界面:
首先选择“SIMATIC300→RACK-300→Rail”,如下图所示:
双击“Rail”,出现如下画面:
然后选择西门子300CPU,并且,把“UR”的“2”选中,如下图所示:
(UR1一般放置电源)
选“6ES7315-2AF01-0AB0”,双击它,出现如下画面:
点击“确定”,显示如下画面:
再在上图中,对着“DPMaster”点击鼠标右键,选择“InsertDPMasterSystem”,出现如下图形:
选择“New…”,出现如下图形:
再在该窗口上作适当的设置,比如:
“NetworkSetrings”中设置DP通讯速率,等。
然后点击“确定”,出现如下图形:
(DP通信速率设置为500KBPS)
点击“确定”,出现如下图形:
将INTERCONTROLG5系统拖放至Profibus子网上,注意:
INTERCONTROLG5系统的Profibus地址必须为1!
如下图所示:
再在上图中,在模块列表的PROFIBUSDP>AdditionalFieldDevices>I/O>HOLLYSYS>IntecontrolG5中将会出现IntecontrolG5系统,FOPLC所有的模块均可在此找到。
现在,可以向系统中加入FOPLC模块了。
{把它们加入到“DP200V”(上图左下脚的表格里)中。
}点中IntecontrolG5, 按照实际的模块排列顺序,从第0槽开始,依次加入相应的模块,并配置其参数。
方法:
双击某模块即可弹出此模块的属性框。
加入完后,如下图所示:
注意:
FOPLC214-2BP02CPU必须放置在位置0上!
!
!
然后保存“硬件配置”。
再回到STEP7里,它显示如下:
2、如何把组态的工程下装到PLC中去
要选择正确的通讯参数:
(使用计算机的串行通讯口COM给PLC下装程序)
在STEP7的管理器画面上选择“options>setPG/PCinterfacs”,显示如下画面
选择“PCAdapter(MPI)”,并选择“Properties”,显示如下画面
“COMPort”的选择与你的接线有关(编程电缆的连接口),
“TransmissionRate”必须选择“38400”。
否则,不能通讯。
然后通过菜单上的“DOWNLOAD”将程序下装。
3、DP通讯的设置
在硬件组态里设置
设置PLC的CPU的DP地址
对着“214-2BP02CPU”双击鼠标,弹出对话框,如下:
对着“PROFIBUSDPadress”双击鼠标,弹出对话框,如下:
即可以修改。
注意:
该地址应该与其在DCS中的设备地址相吻合!
4、I/O地址的分配
在硬件组态里设置(原则上的设置,详细的设置见“I/O地址的分配与Profibus-DP通讯缓冲区设置”)
I/O地址的分配:
在西门子STEP7组态时,模拟量的地址是从256开始分配的,而FOPLC的模拟量的地址范围是128~255,所以必须修改模拟量的地址。
双击你所要修改的模块,弹出对话框,如下:
修改之,即可。
5、设置Profibus-DP通讯缓冲区以实现与DCS的通信
I/O地址的分配与Profibus-DP通讯缓冲区设置
1、I/O地址与Profibus-DP通讯缓冲区的地址是统一编址的。
I/O地址与DP通信缓冲区地址不得重叠!
2、I/O的输入缓冲区与Profibus-DP通讯的输入缓冲区使用I缓冲区。
I/O的输出缓冲区与Profibus-DP通讯的输出缓冲区使用Q缓冲区。
3、在设置时的方法:
1、首先设置Profibus-DP通讯输入缓冲区。
你必须计算你所需要的缓冲区大小,地址从0开始。
例如:
inputadr.为0;inputlen为10(第一个字节存放从DCS中来的DO数据,第三到第十个字节存放从DCS中来的AO数据);outputadr.为0;outputlen为26(第一个字节存放从DCS中来的DI数据,第3到第26个字节存放从DCS中来的AI数据)。
2、然后依次设置I/O模块的地址分配区。
例如:
第一个I/O模块是DI模块,DI模块的地址起始为11;第二个I/O模块是DO模块,DO模块的地址起始为27;第三个I/O模块是AI模块,AI模块的地址起始为12(第一个模块占了一个字节);第四个I/O模块是AI模块,AI模块的地址起始为20(第三个模块占了八个字节);第五个I/O模块是AI模块,AI模块的地址起始为28;第六个I/O模块是AO模块,AO模块的地址起始为28。
3、这时候,可以直接使用I或者Q缓冲区的地址来存、取数据了。
下图为PLC缓冲区域的分配,包括I/O的输入/输出和DP通信缓冲区。
后面我们将具体说明。
6、设置模块的信号类型的方法
在硬件组态里设置
设置I/O模块的信号类型
对着AI模块双击鼠标
如下图
双击AI模块的通道信息“channel0:
function…….”
弹出如下对话框
选择你使用的信号类型
二、DCS侧的组态
首先将VIPA0504.GSD文件拷贝到…\CONMAKER\PCBASEDIO目录下,并重新安装“目标设置“,或直接拷贝到C:
\TARGET\...\PCBASEDIO目录下即可。
打开工程,进入“MACS配置“,添加如下模块:
VIPACPU2XXDP
点击右键,打开其“属性“对话框,设置其地址(该地址与前述的DP设备地址相同),并分配输入输出区。
根据1.5中所述,DP从站的通信缓冲区大小为输入10个字节,输出10个字节。
则DCS侧的该模块必须保证10个输入字节和10个输出字节,不得增加或减少!
具体如何实现10个字节则可以不考虑。
设置完毕,按照CONMAKER组态的一般步骤定义通信点名,即完成DCS侧的组态。
三、双方的通信
正确设置好PLC侧的通信缓冲区和DCS侧IO模块的输入/输出区后,还需要在PLC侧完成通信点的读写。
一般在主程序中或主程序调用某负责通信的子程序完成。
注意:
务必明确:
DP主站(可以认为是DCS控制单元)与DP从站(PLC单元)的通信区域是交叉映射的,即DP主站的输入区(I)对应着DP从站的通信缓冲区的输出区(Q);而DP主站的输出区(Q)对应着DP从站的通信缓冲区的输入区(I),这种映射关系是由系统自动处理的。
因此我们仅仅需要将读写的数据放置到通信缓冲区即可。
例如:
PLC侧希望DCS的某输出点通过PLC侧的DO模块输出到现场。
具体假设:
DCS侧某点DO1定义在如上图的QX0.0上,PLC侧希望该点能够被PLC接受并送至其DO卡件的第1通道。
(设DP通信区输出起始为0,长度为10个字节,且随后只挂接1个DO模件,则该卡件的起始地址为11)。
则ST语言如下:
//DCS侧已经将数据送到该主站的输出区:
Q0.0,该地址可以认为已经自动映射到DP从站的通信缓冲区的输入区I0.0,主站的输出区Q0.1自动映射为从站的通信缓冲区的输入区I0.1。
所以在PLC侧首先读取通信区的第一位。
AI0.0
然后,将该点数据送到IO模块地址区。
如该点对应于PLC中的DO模块的第一通道,则为
=Q11.0。
同样道理:
DCS侧需要读取PLC侧的输入数据。
则PLC侧必须将IO区地址点数据送到通信区域的输出区,即可。
PLC硬件使用注意事项
1、PLC模块严禁带电插拔。
2、编程电缆严禁带电插拔。
3、Profibus-DP线严禁带电插拔,否则,由此引起的浪涌电流会损坏PLC的CPU模块,严重时,会损坏DCS的I/O模块和主控单元上的DP卡。
4、DCS的I/O模块时允许带电插拔的。
5、编程电缆不是普通的串行连线,而是:
电缆的接头里内置了通讯芯片。
所以:
通讯电缆也会由于使用不当而损坏!
6、如果编程电缆没有连接在PLC上,则,PLC电源的开关顺序没有要求。
7、如果PLC上连接着编程电缆,则,PLC电源的开关顺序有要求,必须按照此要求来开关PLC的电源。
否则,会造成PLCCPU模块的通讯口损坏!
!
!
关闭电源时:
先关闭24V正线,然后关闭24V负线。
打开电源时:
先打开24V负线,然后打开24V正线。
8、Profibus-DP通讯电缆上严禁串入任何电压,因为Profibus-DP接口非常脆弱,特别是PLC的Profibus-DP接口,它上面没有任何对高电压的保护,一旦任何外界电压串入,一定会损坏PLC的CPU模块,严重时,会损坏DCS的I/O模块。
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- PLC DCS 系统 应用 实例