和利时macsv与西门子s7-200之间的通讯

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1、和利时MACSV与西门子S7-200之间的通讯摘  要：流程工业的大型设备通常由设备厂家配套的PLC就地控制，为了能在中央控制室DCS系统的操作员站直接对设备进行监控，经常要做DCS与PLC的通讯。通过介绍和利时MACS系统与西门子S7-200通讯的硬件配置及软件组态，为今后同行业类似工程的实施提供了借鉴。关键词：MACS系统PLCS7-200通讯MODBUS协议0．引言我公司20万吨离子膜及25万吨VCM项目的集散控制系统（DCS）采用的是和利时公司MACSV系统。项目中2套空压制氮装置为浙江瑞气集团生产，其控制系统为西门子公司S7-200型的

2、PLC。原设计DCS与PLC互为独立，由操作工在现场对空压制氮装置就地监控，后来工艺人员提出直接在DCS操作站上监控设备运行的要求，于是利用工厂停车检修的机会对两套系统进行改造，实现了互相通讯。1．系统组成MODBUS协议的PLC与MACSV系统的通讯有两种方案。一是直接在一台操作员站上安装一块MOXA卡，通过此卡直接连接现场PLC配备的RS485口，两个PLC现场直接并联，如下图中的上部方框内的PLC。二是增加一块和利时公司自产FM020通讯模块，该模块支持Profibus-DP总线协议与Modbus协议，通过Profibus-DP总线与控制器

3、进行参数与数据交换实现DP从站功能，同时通过Modbus通讯协议获取或下发Modbus数据。FM020模块在Profibus-DP一侧只能做Profibus-DP从站；在Modbus一侧既可以做Modbus主站，也可以做Modbus从站。FM020作为主站时最多可连接18个Modbus从站，如图中右下方虚线椭圆部分。由于厂家提供了S7-200的485接口和MOXA卡，经微机组人员讨论选用前一种方案，MACSV作为主站，S7-200作为从站，整个网络结构如图所示。1．1．DCS系统本套装置MACSV系统包括离子膜(0号域)、氯乙烯(1号域)、乙炔(

4、2号域)三个域，由监控网、系统网和控制网三个层次组成。每个域的SNET相对独立，采用确定性实时以太网通讯协议，保证网络安全。域间通过MNET连接在一起，以太网通讯协议。三个域互为独立又能在操作员站通过口令登录到不同的域而进行相互监控。监控网（MNET）主要节点为工程师站、操作员站、服务器站；系统网主要节点为工程师站、服务器站、现场控制站。控制网(CNET)位于现场控制站内部，主要有DP主站(主控单元)和DP从站(智能I／O单元——输入／输出模块)。1．2．PLC系统两套S7-200采用并联与DCS通讯，每套系统包括1台K-TP178触摸屏、1台C

5、PU224XPCN、1台EM222CN、1台EM231CN组成。触摸屏为现场显示工艺流程和工艺参数；CPU224XPCN为中央处理单元（带2个串行通讯口，port1与触摸屏通讯、port0口与MACSV进行通讯）；EM222CN为数字量扩展模块；EM231CN为模拟量扩展模块。1．3．MODBUS协议MODBUS协议是主从站通讯协议，用异步串行口完成通讯，物理层采用RS485或RS232。传输速率可以达到115kbps，理论上可接（寻址）一台主站和至多247台从站。受线路和设备的限制，最多可接一台主站和32台从站。MODBUS协议有两种传输模式，

6、RTU方式通讯采用8位字节的二进制数据通讯，数据校验采用CRC循环冗余校验，通讯速度较快；ASCⅡ方式采用7位ASC码进行通讯，数据校验采用LRC逻辑冗余校验，通讯速度较慢。在一个通讯系统中，只能选用一种通讯方式，两种方式不能并用。MODBUS有两种通讯方式：应答方式和广播方式。应答方式是主战向某个从站（地址为1~247）发出命令，然后等待从站的应答；从站接到主站命令后，执行命令，并将执行结果返回给主战作为应答，然后等待下一个命令。广播方式是主站向所有从站（从站地址为0）发送命令，不需要等待从站应答；从站接到广播命令后，执行命令，也不向主站应答。

7、MODBUS通讯双方以寄存器将双方的数据对应起来，数据类型有数字量、模拟量两种，寄存器地址分为四类：1）内部数字量保持线圈，寄存器地址以1开头，地址表示为1XXXX；2）外部输入数字量线圈、继电器，寄存器地址以2开头，寄存器地址表示为2XXXX；3）外部输入模拟量存贮器，寄存器地址以3开头，地址表示为3XXXX;4）内部模拟量保持寄存器，寄存器地址以4开头，地址表示为4XXXX。1．4．通讯的硬件配置选用0号域的61#操作员站兼作通讯站。在通讯站主机上安装了MOXA通讯卡（型号为CP-132ULV2/PCI，2个RS422/485串口）。DCS与

8、PLC之间通讯介质采用带屏蔽的双绞线，接口采用标准的DB9串行接口。PLC一侧接DB9串行接口针脚的3（+）、8（-），与CPU自带的P