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1、 电工研究DCS和电解槽槽电压检测系统的数据通信南京邮电大学通信与信息工程学院季天溪【摘要】通过对 ECS-100 DCS 系统和电解槽电压检测的子系统的硬件方案、软件方案的阐述，利用DCS资源和现代通信技术，解决了离子膜装置的生产数据不能共享的困难，保证了化工生产装装置生产安全，满足工艺管理要求。【关键词】DCS；槽电压检测系统；MODBUS通信； AdvanTrol-Pro软件1. 引言江苏省某化工企业 20万吨/ 年离子膜装置采用浙江中控 ECS-100集散控制系统 (DCS)对生产装置的自动化控制。在生产装置运行过程中，同时需要设立了一套独立的槽电压数据采集系统对电解槽槽电压进行电压检
2、测，这样的两套独立的自动化系统，存在生产信息不能共享的缺点1 。针对该问题，本文重点提出了在生产装置中 DCS和槽电压数据采集系统的数据通信解决方案，利用浙江中控技术有限公司 AdvanTrol-Pro 软件MODBUS通讯功息集成，提高了企业信息化的水平2 ，3 。2. 问题提出电解工段是离子膜装置的重要工段，电解装置是由一系列电解槽的串联组成的。为了更好对电解槽进行运行和维护，需要对每个电解槽槽电压进行检测。由于槽电压高共模电压的特点，一般的测量系统稳定性及耐压无法实现，行业内一般采用日本横河的MX100数据采集系统完成数据采集，以每台电解槽约 150个电解单元为例，每三个槽采集一点槽电压
3、，每只电解槽需要 50点数据采集，20万吨/ 年离子膜装置共需要 500点模拟量(AI) ，如单独接入 DCS系统，则占用大量DCS资源，为了控制投资规模和共享数据资源，我们采取 MODBUS数据通信的方案解决了上述问题。3. 解决方案3.1 硬件配置DCS系统ECS-100增加FW248多串口多协议通信接口卡 (1200bps-19200bps ，6路端口) ，MX100槽电压数据采集系统也增加 RS-485通信模件一块。 ECS-100作为主站， MX100 系统作为从站。标准的 MODBUS口使用 RS-232C 兼容串行接口，通信介质为带屏蔽的双绞线缆，按 ECS-100和MX100硬
4、件手册正确接线。FW248通信接口卡，提供标准的 MODBUS 协议与第三方职能设备进行通讯，利用 SCControl 图形化编程语言对通信参数、协议进行组态。3.2 软件组态定义MX100定义为从设备， ECS-100为主设备。在DCS组态软件包 AdvanTrol-Pro 进行组态设置( 以单台电解槽 50点模拟量槽电压检测为例) ：(2)110kV 侧由于间隔保护单套配置，所以过程层网络单重化配置；第二套主变保护与110kV桥备自投之间采用 GOOSE点对点方式连接。(3)10kV 侧推荐采用常规互感器、不考虑母差保护、间隔间无配合情况，所以配置GOOSE单网，用于备自投、分段保护测控装
5、置等相关配合；第二套主变保护动作信号，由智能终端输出硬接点与备自投、分段保护测控装置之间采用电缆连接；不配置 SV网。组态启动ECS-100组态软件包 AdvanTrol-Pro ，展开组态树。选中控制站双击，打开对话框，选中控制卡，选择增加，正确设置 IP地址及卡件类型，确认后关闭对话框。定义控制站名：中控通讯站2，IP地址：，卡件类型： FW-248(详见图1) 。图 1?控制站组态图选中中控通讯站 2，双击，展开对话框，选择 4字节变量，定义好位号名及量程。(E230G_1-50)数据类型：浮点数 ( 详见图 2) 。图 2?变量组态图选中自定义控制方案，双击，弹出自定义控制算法设置对话
6、框，点击编辑，进入通讯程序编程 (SCContro) ：A.串口通讯参数设置功能块： GW-SETCOM主要参数：串口号对应于硬件接线；波特率、数据位、停止位、奇偶位校验等参数：对应于子系统。其中：波特率 =9600，数据位 =8，停止位 =1。B.调用MODBUS模块功能块： GW_MODBUS_RTU该模块调用M o dB us 协议，实现使用ModBus协议的智能设备的 I/O 点与自定义变量相互映射，定义主从设备关系，从而实现对智能设备的监控。C.调用GW_GETSINT模块从命令的数据缓冲区读指定数据 ( 有符号整型 )。Cmdid命令号 0-255；Serial 欲读数据顺低压设备
7、与测控相关 GOOSE报文通过站控层网络传输 (MMS+GOOSE)。6. 总结智能化变电站基建工程建设在廊坊供电公司已经全面展开，组网方案的选择对智能变电站的安全性、可靠性、和经济性有重要影响。本文对当前智能变电站建设的各种组网方案进行了分析，总结了的方案的利弊，并介绍了具体工程实例，以便为今后智能变电站的建设提供参考。序号； Data数据值D.调用INT_TO_FLOAT模块该模块功能是将 INT型的输入值转化为FLOAT型数据类型。E.调用DIV_FLOAT模块该模块的功能是将输入值相除，并将结果赋给输出值。主要进行量程变换。根据上述原则，编写程序如下( 详见图3) ：图 3?通信功能块
8、组态图F. 在流程监控界面直接数据链接 E230G _1，其余数据 E230G_2-50相同，编译下装后调试运行。4. 结束语通过对 DCS(ECS-100)和槽电压检测系统(MW100)之间MODBUS通信组态软件的开发，感觉到随着工业控制系统的不断更新和网络技术的发展， MODBUS作为一种通用的工控通信协议得以广泛运行于工业控制领域。随着控制系统模块化、集成化程度的提高，在工业生产中，对于模块化、集成化的 PLC或控制子系统，一般都可以接入生产主装置的控制系统(DCS)，本系统在保证接地良好的基础上自投运以来数据通信一直正常可靠，实践证明此办法成功解决了主从控制系统之间的数据通信问题。参
9、考文献1王树青. 先进控制技术及应用M.北京 : 化学工业出版社 ,2001.2浙江中控技术有限公司.AdvanTrol-ProX系统软件用户使用手册V2.50S.杭州 : 浙江大学出版社,2010.3浙江中控技术有限公司.ECS-100系统硬件使用手册 S. 杭州 : 浙江大学出版社,2010.作者简介： 季天溪（ 1991 ），男，江苏淮安人，大学本科，现就读于南京邮电大学通信与信息工程学院，研究方向：通信网的结构、接口、协议、网络仿真和设计技术。参考文献1Q/GDW679-2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范S.2谭文恕. 变电站通信网络和系统协议IEC 61850介绍 J.电网技术.作者简介：刘立英（ 1973 ），女，天津人，高级工程师，自动化系统工程师，主要从事调度自动化运行管理工作。-48-