非OPC传输RS485信号多系统显示的实现方法①

王 冰 李洪涛

(中国石油大连石化公司仪表车间)

非OPC传输RS485信号多系统显示的实现方法①

王 冰 李洪涛

(中国石油大连石化公司仪表车间)

以实现港务车间现场流量计信号分别进入储运车间和港务PLC系统为例，介绍了两种非OPC传输RS485信号多系统显示方法，并比较了两种方法的优缺点。

数据传输方案 RS485 港务车间数据采集系统 DCS系统 Modbus

中国石油大连石化公司港务车间现有34台质量流量计，用于成品油的出厂计量。这些质量流量计通过RS485通信方式将瞬时流量、累计流量、温度和密度上传至储运车间HoneyWell TPS系统，计量中心通过OPC方式从储运车间TPS系统读取质量流量计数据从而进行计量管理。由于RS485信号传输只能单路传输，港务车间只能通过MES系统监视流量计数据，导致港务车间监视现场操作情况时需使用两套系统(港务数据采集系统GE VersaMax PLC和MES系统)，这给港务车间操作人员带来极大的不便。为此，找到一个非OPC通信方案来实现港务与计量中心的质量流量计信号同步显示至关重要。

1 基于RS485通信技术的数据传输方案

港务车间现场流量计信号进入的DCS系统和港务车间数据采集系统是两个独立的系统，而这两个系统均支持RS485通信，因此可以在两个系统间使用RS485通信技术进行数据传输，具体的数据流向如图1所示。

图1 基于RS485通信技术的数据流向

1.1 硬件部分

在储运车间和港务车间两套系统之间就近敷设RS485通信电缆，为保证通信质量，使用光缆作为RS485通信电缆。光缆从储运车间DCS机柜间敷设至港务车间顺岸码头机柜间，两端使用光电转换器连接两套系统，一端接至TPS系统的SI卡，另一端接至GE VersaMax PLC CPU的数据通信端口(以减少购买通信卡的成本)。

1.2 软件部分

由于TPS系统在RS485通信中无法作为通信从站，因此将TPS系统设为主站，PLC为从站。两系统间的通信参数如下：

比特率 9 600bit/s

校验位 无

停止位 1

在确定通信参数后，需要在TPS系统中使用CL语言进行写数据编程，部分程序如下：

SWQUENCE TARGET(HPM;POINT FLOW)

…

LOCAL:TRANS:ARRAY(1..62)AT FLOW.NN(1)//将CL数组与通信数组点形成映射，FLOW为从流量计采集来的通信数据点；

IF FLOW INITREQ=ON OR FLOW.BADPVFL=ON THEN GOTO STEP ONE//等待数据通信数组状态正常；

S1:IF BAD(F401.PV)THEN GOTO S2//确定写入PLC的数据不是坏值；

SET TRANS(1)=F401.PV//写入数组；

…

编写完程序后，在PLC侧做好通信端口组态工作，同时在PLC的%R内存区域规划好数据区，确保写数据时没有地址冲突。

2 基于RS485的多主站多从站数据传输方案

RS485网络结构为一主多从结构，而在不使用OPC形式传输数据的情况下，实现码头数据传输至港务车间数据采集系统就需要多主站多从站的方式。为此，使用Modbus高级网关将一路RS485信号转换为网络信号，然后实现多主机显示RS485信号，其设备型号为MGate MB3170/3270。最后，结合港务数据采集系统GE VersaMax PLC CPU的通信功能实现数据传输目的。

2.1 硬件部分

MB3170/MB3270是高级Modbus网关，具有多种型号，外形小巧，可为工业Modbus网络的整合提供最大的灵活性。MB3170/MB3270可以整合Modbus TCP、ASCII和RTU设备甚至是多主-从的混合网络(包括串口master到串口slave，或者是同时到以太网master)。同时，MB3170/MB3270具有优先级控制功能，允许紧急命令立即响应。

基于RS485的多主站多从站数据传输方案部分硬件安装图(含数据流向)如图2所示。

图2 部分硬件安装图与数据流向

在大码头机柜间将原RS485信号电缆断开，接入MB3170，然后使用普通以太网线将MB3170和MB3270连接，最后利用MB3270的两个端口将现场来的RS485数据分别送至储运车间DCS系统和港务车间数据采集系统。

2.2 软件部分

MB3170端口组态如下：

端口模式 RTU Master Mode

接口模式 RS485，2W

比特率 9 600bit/s

校验位 ODD

停止位 1

流向控制 None

MB3270端口组态如下：

Port 1/Port 2端口模式 RTU Slave Mode

接口模式 RS485，2W

比特率 9 600bit/s

校验位 ODD

停止位 1

流向控制 None

储运DCS系统组态如下：

端口模式 Master

比特率 9 600bit/s

校验位 ODD

停止位 1

由于港务数据采集系统使用GE VersaMax CPU作为数据采集的主机端，而其CPU不能直接进行数据通信，因此需要使用组态软件编制通信程序，主要程序代码如图3～5所示。

图3 程序段1

3 两种方案的比较

方案1(第1节)的优点是整个系统新增设备少，实施简单，组态方便，尤其是港务数据采集系统不需要进行复杂的编程；缺点是原HoneyWell TPS系统卡件性能较差，在RS485通信方式写数据时，数据数量，需要限制在64个点以内。所以方案1比较适合在数据通信量较少时使用。

图4 程序段2

图5 程序段3

方案2(第2节)的优点是通过新技术设备的使用，原RS485信号可以实现一路输入多路输出，输出数据除了可以保持RS485信号输出外，还可以通过Modbus TCP的形式进行数据采集；可以实现最多可达30台主机的数据采集，同时数据信号数量不受限制。

4 结束语

为了通过非OPC通信方法来实现港务与计量中心的质量流量计信号同步显示，通过实践，笔者设计了两种RS485信号进入多系统的方案。两种方案均具有工作可靠、传输稳定的优点，是实用性极强的现场解决方案，但两种方案的应用场合不同，可根据适用环境选择。

王冰(1979-)，工程师，从事自控专业施工管理工作，wangbing_dl@cnpc.com.cn。

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