DCS与PLC的完美结合助力于锅炉FSSS系统
编者按
在大型连续生产装置中，一般都采用大型DCS系统进行控制，由于自动控制局限性，目前很多生产装置中有不同厂家提供成套设备，这就避免不了有很多小型的控制系统，如何把这些小型的PLC与DCS实现通讯，已成为很多企业和工厂面临解决的难题。本文讲述的是我公司采用和利时MACSV DCS系统与西门子S7-300 PLC的进行的Profibus DP通讯，实现了锅炉FSSS系统与DCS的连接，从而更有效的保障了生产安全的需求。
0 引言
在自动化迅速发展的今天，锅炉炉膛安全监控系统(FSSS[1]即Furnace Safeguard Supervisory System)是负责锅炉炉膛燃料安全及燃烧器管理的控制系统，FSSS系统能在锅炉各工况内，连续监视锅炉各相关附机设备的运行状态。FSSS系统根据设备运行状态进行逻辑运算和判断，使辅机设备按照既定的程序完成必要的操作或处理，避免未遂性事故。保证锅炉炉膛及燃烧系统的安全，它在防止运行人员误操作及设备故障下引起锅炉炉膛爆炸方面起着重要作用，然而DCS[2]控制已成为装置生产中必不可少的一部分，通讯技术已成为控制系统中必不可少的一部分，。由于控制系统杂多乱特点，有的一套装置用好几套控制系统，这就不得不通过通讯来实现其资源，一来可以节约成本，二来可以减少很大工作量，即方便维护有便于操作。目前越来越多通讯技术如RS485、MODBUS、Profibus DP[3]通讯用于化工或其它行业中，通讯技术已成为第三方一体化解决方案。本文章主要介绍了和利时DCS通过DP线与西门子S7-300[4]系统如何建立和实现通讯。
1 设计要求
1.1 主要技术参数
1.1.1和利时自动控制主要技术参数如下表1：
表 1
表 21.1.2西门子S7-300系统自动控制主要技术参数如下表 2：
1.1.3系统连锁逻辑功能及关系如下表3：
表3
1.1.4要求DCS控制送到PLC里面，然后有PLC执行操作输出，输出信号再反馈给DCS作为显示，跟踪调节。其中停炉按钮不但要在操作画面上加软停炉，还要在操作台上安装硬按钮，需要人工操作确认。另外在DCS上设立报警点，提醒操作工注意。
1.1.5如何实现
和利时DCS一共有两对主控FM801，连带56个I/O模块，都是通过和利时专用DP线连接实现通讯。而西门子主控CPU315通讯输出口有MPI和DP两种，这里用的是DP口，只需要一般屏蔽双绞线从西门子主控口连接到和利时某一个卡件上即可通讯，作为和利时一个卡件，相当于一个从站，和利时是一个主站。锅炉FSSS点火系统可以在和利时组态画面上操作控制现场阀门连锁逻辑动作、停炉等操作。具体如何实现见下面叙述及详图。
1.2两者的系统网络图
1.2.1系统控制网络总图如下图 1
2 软硬件设计
2.1硬件配置
硬件DCS是和利时FM801系列，共二台控制柜；PLC是西门子S7-300 CPU315系列，共一台控制柜，两者通过DP线连接，设立两台操作监控电脑。
2.2软件配置
软件是和利时MACSV系统组态软件Codesys底层软件，通过底层控制逻辑组态来实现与PLC的通讯。西门子S7-300组态软件，通过设定站号和地址来与DCS交换数据，两者必须保证地址一一对应。才能实现数据共享。我们都知道和利时DCS控制系统在国内用的很多。S7-300是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统，S7-300 PLC采用模块化结构，组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统；串行通信处理器用来连接点到点的通信系统；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
2.3具体如何实现通讯看如下设置：
首先在和利时DCS Codesys底层软件中加一设备命名为西门子DP，在属性里面设置好和西门子地址一样的地址，这样才能保证两者的一致，然后确定数据量，是读还是写。字节还是字。确定好加好之后启动即可。如下图2所示：
图2
在西门子PLC软件中增加Profibus DP地址，然后组好FSSS程序，确定要通讯的点数，把相应的变量通过做程序传到DCS中读取。如下图3、图4所示：
图3
图4
下面是两者通讯成功后的一幅自动点火系统利时监控画面如图5下：
图5
3 结论
通过上述简要叙述及实践运行证明，和利时DCS与西门子PLC结合实现了数据共享。资源共享，通讯成功给生产带来了方便，给操作带来了方便，给生产带来了安全保护，在操作上便于操作，从维护上便于维护。DCS、PLC不但可以两者通讯还可以接受现场仪表RS485、MODBUS信号通讯。功能更强大，用处更广泛。
参考文献
[1] 高峰. 锅炉炉膛安全监控系统.北京远东仪表有限公司 2008年05月.第一版.
[2] 张工.MACSV软件组态手册.和利时自动化有限公司 2005年12月.第二版.
[3] 钟工.西门子PLC DP通讯手册.西门子自动化2008年5月.第一版.
[4] 王曙光.S7-300/400入门与开发实例.人民邮电出版社2009年2月.第一版.
作者简介
张东民，毕业于中国石油大学（华东），化学工程与工艺专业，高级技师（国家一级职称），在自动化博览、PLC@FA杂志上发布过多篇论文，所写论文曾获全国得SCADA征文、中国石油与化学工程研究会及中国仪器仪表协会三等奖。现任江苏新海石化仪修车间副主任，从事仪表维修维护、DCS、PLC设计编程与项目建设、车间管理等。
