两套PLC通过Y—LINK与DCS实现通讯

高剑　吴矫　杜斌斌　贾桂娟

摘 要：对青海盐湖股份公司化工分公司化肥厂的两套S7-300 PLC系统与S7-400H DCS系统之间通讯方式、通讯连接以及通讯组态进行介绍。

关键词：PLC；DCS；CP 342-5；Y-LINK；通讯；组态

1 概述

青海盐湖股份公司综合利用项目二期工程合尿素采用二氧化碳气提法，尿素造粒采用海德鲁工艺生产大颗粒尿素。成品包装区则在装置区一公里外。尿素装置生产控制采用西门子S7-400H DCS系统，包装则采用西门子S7-300 PLC系统。另外尿素生产的关键设备高压液氨泵、甲胺泵采用变频电机驱动，对设备要求较高，所以也采用S7-300系统控制。由于包装离主控较远，氨泵、甲胺泵控制柜则安装在变电所变频器旁边，在生产时对中控操作人员无论是监控还是操作都极为不便，所以将PLC信号通讯到DCS监控就十分必要。

2 采用的通讯介质

液氨泵、甲铵泵PLC做从站与DCS主站距离为150米，采用PROFIBUS-DP线缆为通讯介质。同样包装PLC与DCS距离为1000米，为保证传输信号不衰减，采用多模光纤作为通讯介质。

3 所使用的硬件

ET200M：可以做为PROFIBUS-DP现场总线上的从站，也可以做为主站；这里我们用它做主站。因为系统是冗余系统，所以需要2块ET200M模块。

Y-LINK：作用是将S7-400H系统下冗余的PROFIBUS-DP转成单DP链路，去连接DP链路不冗余的设备。OLM：西门子OLM模块即为将电信号转化为光信号的通讯设备。其使用方便，几乎不需要设置就可以直接使用。硬件的连接方式：包装PLC接口通过光纤连接至OLM上，将信号电信号转化为光信号通过光纤进行传输，将光纤另一头接到主站的OLM光纤接口上；液氨、甲铵泵PLC通过PROFIBUS线缆将从站的CP342-5的DP口接上，线缆另一头连接至主站OLM的DP接头上。再将主站OLM的DP出口线缆接至Y-LINK上。Y-LINK串联在ET200M下面。

4 从站组态

4.1 尿素颗粒包装PLC系统组态

该CPU自带DP通讯口，在CPU 315-2PN/DP下的MPI/DP对通讯参数进行设置。其通讯类型为PROFIBUS。地址为4，该地址与主站地址必须一致。选择通讯方式为DP，选择通讯速率为187.5Kbps。点击“operational mode”选项，选择“DP Slave”表示该PLC做从站。如果激活“Test commissioning routing”选项，意味着这个接口既可以做作DP从站，还可以通过这个接口监控程序。点击configuration选项，这里的“I”表示DCS发送，PLC接收数据。相应的，“O”表示PLC发送，DCS接收的数据。一致性选项可以选择为“Unit”，表示在“Unit”中定义的数据格式发送，即按字或字节发送；若设置为“ALL”，表示传送的数据发送方式为打包发送，每个数据包最多32个字节。这里我们选择“ALL”格式。编译和下载后即完成包装PLC从站的组态。

4.2 氨泵、甲铵泵PLC从站组态

该CPU自带DP342-5通讯口，对DP345-2进行设置，将该PLC設为从站、地址设为5（必须与主站中通讯地址一致）、通讯方式设置为PROFIBUS-DP，通讯速率设置为187.5Kbps。CP342-5作为主站需调用FC1、FC2建立通讯接口区，作为从站同样需要调用FC1、FC2建立通讯接口区。在从站CPU下的S7 program下的Block中里找到FC1、FC2。并在OB1中调用FC1、FC2建立通讯区。这里按照DP通讯模块的组态，我们将发送从站的发送字节设置为64字节，接收设置为16字节。

5 主站组态

主站为S7-400H系统，因为两个PLC从站是下挂在ET200M下面的，所有先根据订货号插入ET200M。需注意ET200M的收发最大字节数为244字节，所有从站与DCS通讯字节数不能超过244字节数。在弹出的属性窗口中按地址排列应将该ET200M地址设置为74。新建一条PROFIBUS（3），类型设置为DP，通讯速率设置为187.7Kbps，与从站的通讯速率一致。到西门子工业自动化网站下载中心下载对应产品的GSD文件，然后点击HW Configure菜单栏中Options下的Install GSD File选项。选择所下载的GSD文件。在安装完成以后，即可对主站进行组态。首先组态主站4包装PLC。将刚安装好的GSD文件按订货号将对应CPU 315-2 PN/DP V3拖至PROFIBUS（3）上，将地址设置为4，通讯速率选择为187.5Kbps。将右侧的CPU 315-2 PN/DP V3展开组态I/O通讯单元。这里我们将1个Master_Q Slave_I 16B tot.lgth和2个Master_I Slave_Q16B tot.lgth分别拖至DP的槽4至槽6。从站5的组态与从站4的组态类似。在全部设置都完成以后，保存并编译，下载到CPU以后。PLC与DCS之间通讯完成。在后面的调试中发现通讯建立不起来，但是主站上ET200M、OLM和从站DP上的通讯指示灯显示通讯已建立，主站上无法读取从站发送的数据。通过检查发现是因为在从站CP属性设置中“Consistency”的类型设置为“ALL”，表示打包发送数据，最大字节数为32字节。后来将从站的发送字节改为2个32字节包，问题得到解决。另外，E200M的最大发送和接收字节为244字节。在上例中，两个PLC从站的发送总字节为96字节，接收总字节为32字节。字节总数为28字节。如果两个从站的总发送和接收字节数超过244字节，就无法使用Y-LINK两路变一路的通讯方式，而是两个PLC从站分别与两套ET200M卡件通讯。

6 结束语

PLC与DCS通讯的建立，实现了控制的自动化。为进一步提高公司的生产和管理水平奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]罗红福，胡斌.PROFIBUS-DP现场总线工程应用实例解析[M].中国电力出版社，2008.

[2]PLC-PLC之间的PROFIBUS通讯.西门子自动化与驱动产品在线支持.http：//www.ad.siemens.com.cn/service.

[3]SIMITIC ET200M分布式I/O站.西门子自动化与驱动产品在线支持.http：//www.ad.siemens.com.cn/service.

[4]S7-300和S7-400集成PN口的S7通信.西门子自动化与驱动产品在线支持.http：//www.ad.siemens.com.cn/service.

作者简介：高剑（1986，7-），男，汉，助理工程师，自动化专业，本科学历，工学学士。