用Modbus协议实现DCS与PLC之间的串行通讯

如果控制器带有串口，可以通 过“终端服务”(terminal sever)连接到网络上。一个“终 端服务”允许多个控制器同时连接到网络上，并提供多种的连接接口RS一232，RS-422，RS一485。所谓“终端 服务”其实质就是Modbos协议。我们利用“终端服务” 配置方式实现了Honeywell PKS集散系统与Ingersollrand CMC可编程序控制器之间串行通讯。如图2所示。

4.1硬件说明

串行接口模件(SIM)是安装在PKS系统标准卡槽上的双宽度I/O模件，它的功能是实现通过FTA(现场端子 板)连接串行接口模件(SIM)的现场设备与PKS控制器之间通讯的桥梁。串行接口模件可以提供与单FTA电源 适配器连接的两个FTA通讯的两个串口的双向通讯接 口，它不存储和保持任何现场I/O设备的组态数据和实时数据，它只在与它相连接的现场设备与控制器之间传送数据参数。

F T A采用插接模件根据现场设备的需要选用指定的串行接口，共有两种标准的FTA产品。

·MU—TSIMl2 Modbus型FTA提供点对点RTU EIA一232(RS一232)或EIA一422/485(RS-422/485)多点通 讯接口。

·MU—TSIAl2 Allen—Bradley(A—B)型FTA提供一 个EIA一232(RS-232)通讯接口用于DF 1通讯协议的A— BPLC-2，PLC-3CONTROL ENGINEERING China版权所有，PLC-5等现场设备。

在此我们选用第一种产品

一个SIM卡可带两个FTA接线端子板(即FTA A， FTA B图2)，由单独电源模块供电，每个FTA接线端子 板通过屏蔽双绞通讯线与第三方设备连接。需要注意 各通讯设备以总线方式接入(即相互串连起来最后接人 FTA端子上)，当通讯距离超过1 00米或干扰很强时两端 均应加上120欧姆电阻，连接第三方通讯设备到FTA端 子的最大接线长度不应超过300米，如超过300米应采 用信号中继器或放大器，每个FTA接线端子板最多可接 入的设备为1 5个。

4.2软件说明

如图3所示。PKS系统组态工具中提供一种SIM I/ O模件功能块来实现将一个S I M组态并分配给一个控 制器。当SIM功能块一旦指派并下装到指定的控制器， SIM和控制器之间便可以建立通讯关系，但这并不意味 着SIM和现场设备也建立了通讯关系，为了与现场设备 建立起通讯关系必须还要组态、指派下装串行接口通道阵列功能块(SI)到CM(控制模件)。SI阵列通道功能块有三种：

Numeric(SINUMARRCH)：接收/发送数值型量，包 括整数、浮点数;

Flag(SIFLAGARRCH)：接收/发送布尔量，即标志位;

Text(SITEXTARRCH)：接收/发送字符型量。

4.3组态说明(以SlNUMARRCH功能块为例)

(1)每个SIM卡有32个软通道(Channel)，其中0～1 5通道与连接在FTA“A”板上的第三方设备的进行通讯，而16～31通道与通道与连接在FTA“B”板上的第三方设备的进行通讯。当只有1个FTA板时，那么这块FTA板必须配置成FTA“A”使用(即按1图将FTA 接到Power Adapter的“ChannelA”上)，且只能使用 0～1 5通道。

(2) Control Builder中SI通讯功能块(软通道类 型)有三种：

对于一个“SINUMARR CH”功能块(即一个软通道)，可接收/发送最多16个32位浮点数或32个16位 整型数。

(3)组态

具体组态见图4。

Serial Link Device Address：为设备地址，即 Modbus ID;

Starting Element Index：为接收/发送数据的起始地址，此为第三方厂家提供的，是modbus通讯寄存器首地址，1个寄存器地址存储一个1 6位二进制数;

Number of Numeric Value：接收/发送的数据 的个数。

其中Starting Element Index的设置也包含了接收/ 发送数据的类型控制工程网版权所有，这是通过其最高位的数字来识别的(如 图4中的Starting Element Index设置为20020，其最高 位数字为2，表示接收/发送的数据类型为可读写的3 2 位浮点数)。

这里需要注意的是一个S I N U M A R R C H块 (SIFLAGARRCH或SITEXTARRCH)只能设置为一种数 据类型，且接收/发送数据的地址必须是连续的。故 Number。of Numeric Value这一项设置的值是从起始 地址开始连续存储的数据的个数;如果第三方设备发 送/接收数据的Modbus存储地址是放在不连续的几个 地址段上，那么就必须用多个SINUMARRCH块来接收 不同地址段的数据。

图4中右侧的Auxiliary Config Data的设置，仅需要配置第3和4行即可，如图4中红圈所示(图4红圈中 配置表示采用串行485通讯方式、通讯波特率为9600、 校验方式为奇校验)。

5 结束语

目前，石油天然气生产装置中，普遍存在着DCS与 其他多个专用控制系统同时使用的情况，这些专用控制 系统包括PL C、数