1 DCS系統(tǒng)概述 集散控制系統(tǒng)DCS指的是控制與現(xiàn)場分散、地域安裝分散、管理和顯示集中。在自動化領(lǐng)域,越來越多的企業(yè)建立了包含從工廠現(xiàn)場設(shè)備層到控制層、管理層等各個層次的綜合自動化管控平臺,建立了以工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息化平臺。 2 PLC系統(tǒng) PLC是由早期繼電器邏輯控制系統(tǒng)與微型計算機技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來的,它是以微處理器為主的一種工業(yè)控制儀表,它融計算機技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)于一體,集順序控制、過程控制和數(shù)據(jù)處理于一身,可靠性高、功能強大、控制靈活、操作維護簡單。 3 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 工業(yè)以太網(wǎng)在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)兼容,但在環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、安全性和安裝使用方面滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。它具有一系列的優(yōu)點,具體表現(xiàn)在:以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用廣泛,為所有的編程語言所支持;軟硬件資源豐富;易于與Internet連接,實現(xiàn)辦公自動化網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的無縫連接;可持續(xù)發(fā)展的空間大等。它提供了控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。主要有: (1)10Base—T以太網(wǎng)—同軸電纜,10Mbit/s; (2)快速以太網(wǎng)—光纜或雙絞線,100Mbit/s; (3)Gigabit以太網(wǎng)—光纜或雙絞線,1Gbit/s; (4)10Gigabit/kGigabit以太網(wǎng)—支持廣域網(wǎng)WAN和城域網(wǎng)MAN。它以通信網(wǎng)絡(luò)作為紐帶,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為總線型、環(huán)型和星型式,采用總線式網(wǎng)絡(luò)的DCS如I/AS等。它采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。這是DCS的關(guān)鍵技術(shù),它使得控制與管理都具實時性,并解決系統(tǒng)的擴充與升級問題。DCS與PLC之間的數(shù)據(jù)通訊和控制的實現(xiàn)就是通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來完成的。 4 Modbus協(xié)議 Modbus協(xié)議是典型的工業(yè)以太網(wǎng),原為美國Modbus公司PLC產(chǎn)品通信協(xié)議,由于其使用十分廣泛,后來由Modbus組織,于2002年發(fā)展為ModbusTCP/IP規(guī)范。 Modbus協(xié)議在工業(yè)控制中有著極其廣泛的應(yīng)用。DCS與PLC之間的通信技術(shù)就是在此協(xié)議基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。Modbus協(xié)議主要內(nèi)容有以下幾個方面: (1)接口標(biāo)準(zhǔn)RS485是計算機或終端與Modem之間的一種接口標(biāo)準(zhǔn),是在RS232C標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在許多工業(yè)環(huán)境中,要求用zui少的信號線來完成通訊任務(wù)。目前廣泛使用的RS485串行接口總線正是適應(yīng)這種需要而出現(xiàn)的。采用RS485互連的網(wǎng)絡(luò)信號傳輸線為雙絞線,某一時刻兩個站只有一個站可以發(fā)送數(shù)據(jù),而另一個站只能接收數(shù)據(jù),只能支持半雙工通訊。RS485用于多站互連十分方便,除了節(jié)省昂貴的信號線,它還可以高速遠距離傳送。 (2)功能碼在支持Modbus的系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)的類型由功能碼FC控制。可用于實現(xiàn)位一位數(shù)據(jù)交換的功能碼有:FCO1讀線圈(輸出)狀態(tài)、FC02讀輸入狀態(tài)、 FC05強制單線圈、FC15強制多線圈。可用于寄存器間數(shù)據(jù)交換的功能碼有:FC03讀保持寄存器、FC04讀輸入寄存器、FC06預(yù)設(shè)單寄存器、FC16預(yù)設(shè)多寄存器。每種功能碼對應(yīng)特定的起始地址范圍,數(shù)據(jù)傳輸量因類別不同而異。 (3)傳輸參數(shù)傳輸參數(shù)包括傳輸率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗位。在串行通訊中,每個字節(jié)被逐位按一定的順序發(fā)出。對于異步串行通訊,為保證收發(fā)雙方同步,不僅應(yīng)使收發(fā)雙方傳輸速率相同,還要在每個數(shù)據(jù)位的基礎(chǔ)上附加輔助位。 a)傳輸率(波特率):指數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋瑔挝皇俏唬耄╞ps)。 b)數(shù)據(jù)位:描述多少位代表一個傳輸?shù)淖址?/p> c)停止位:定義傳輸兩個字符可能的zui小時間間隔。 d)校驗位:用于判斷字符傳輸錯誤,保護數(shù)據(jù)。 它定義完成傳輸數(shù)據(jù)位的總量是奇數(shù)或者偶數(shù)。當(dāng)選擇“NO校驗”時,不傳輸校驗位,這會降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/p> (4)協(xié)議參數(shù)協(xié)議參數(shù)主要有:從站地址、操作方式、多字符延遲時間。 a)從站地址:Modbus從站地址,哪個CP將響應(yīng)。1個主站zui多可向247個從站發(fā)出通訊請求,Modbus報文形式為請求/響應(yīng)幀方式,僅當(dāng)主站請求指令字符串以“00”開頭時,會被所有從站接收。 b)操作方式:有正常方式和沖突禁止兩種。沖突禁止方式下忽略收到的錯誤信息繼續(xù)傳輸。 c)多字符延遲時間:正常情況下,字符和字符的發(fā)送時間間隔很小。對于接受方,如果發(fā)現(xiàn)字符間隔超出允許值,可認為信息幀結(jié)束或傳輸異常。 |