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一 簡介

  隨著我國工業的自動化整體水平的提高，企業中的控制系統及控制設備的種類也越來越多；同時，隨著市場經濟的發展，各個企業也對DCS系統的要求也越來越高，除了要滿足常規的控制以外，還要求DCS系統能將控制系統的各個運行參數實時傳送到上位的MIS系統或SIS系統中去，進行數據后處理加工、共享、性能優化。所有的這些，都對DCS系統提出了通訊問題，包括和其它DCS或PLC的通訊、以及與上位機的通訊。

  在諫壁發電廠的四臺300MW機組（7#、8#、9#、10#）的DCS改造中，全部采用的Foxboro公司的I/A’s系統，與I/A’s通訊的裝置有893類智能數據采集前端、鍋爐高過壁溫分析系統、基于PC機的實時報表數據庫系統、PI海量數據庫（SIS系統），幾乎涵蓋了DCS系統與其他系統進行通訊的所有方式：使用專業通訊硬件實現通訊、使用專業通訊軟件實現通訊、自行開發通訊程序（包括：串口通訊、TCP/IP通訊、FTP通訊、基于TCP/IP的MODBUS協議通訊）。

  下面，將對以上幾種通訊方式的實現做一個簡單介紹并比較，給出在選擇通訊方式時的幾點建議。

二 利用硬件實現通訊

  對于市場上廣泛使用的A-B公司PLC產品，Foxboro公司專門開發專用的通訊硬件--集成在I/A’s中的AB-STATION，通過AB-STATION，在I/A’s中可以直接對A-B的PLC進行管理、組態、通訊及數據采集監視，使整個系統既具有PLC快速的優點，又具有DCS系統友好的人機界面，強大的數據庫管理的優勢。

  對于工業界廣泛采用的MODBUS協議（含ASCII協議及RTU協議），Foxboro公司開發了多種符合MODBUS協議的硬件，主要有：MODBUSGATEWAY，MODBUSGATEWAYPLUS，適用于RS-232通訊及RS-485通訊，并可以選擇做為仆方或主方。采用專門的通訊硬件，可以與一切提供MODBUS協議通訊接口的設備進行通訊，包括其它公司的DCS系統、PLC產品等。在上海Foxboro公司所實施的大部分需要進行通訊的項目中均采用這種方式。

  除以上兩種專門通訊硬件外，Foxboro公司還有一個可以自定義協議的通訊硬件—FOREIGNDEVICEINTIGRATOR30（設備集成器30）。使用此通訊硬件，需要通訊的雙方只要定義好通訊數據包格式（包括數據包報頭信息、數據格式、數據包報尾信息）和通訊參數（包括起始位、停止位、數據位、波特率）即可實現通訊。在鎮江電廠項目中，上海Foxboro公司就采用這個方法實現了與GEPLC及無錫陽山智能數據采集前端的通訊，大大減少了用戶的投資。

  此外，對于市場上使用較多的PLC和DCS產品，Foxboro公司提供專門的通訊軟件進行通訊。

  以上所有的通訊方式所采用的硬件是一樣的：通訊處理機30（COMMUNICATIONPROCESSOR30），不同之處在于所選用的通訊軟件不一樣。

  對于MODBUS協議，采用的波特率通常為9600bps，因此每秒所能通訊的數據包是有限制的。

  對于MODBUS協議，如果MODBUS設備不同，每個通訊包所能通訊的量是不一樣的，通常使用的548設備可以通訊到256個字節，亦即128個模擬量或2048個數字量。

  標準的MODBUS通訊幀格式為：“〈仆方地址〉〈功能碼〉〈起始地址〉〈數據傳送量〉〈校驗碼〉”。對于不同的設備具有不同的MODBUS地址；同一設備，不同數據類型（外部寄存器、內部寄存器、外部保持線圈、內部保持線圈等）具有不同的功能碼；同一數據類型，讀/寫操作不同時，也具有不同的功能碼。

因此，在考慮MODBUS協議通訊時，不能只看有多少個模擬量/數字量，而必須同時考慮：有多少個設備，每個設備的通訊模擬量/數字量數據有多少，數據是否雙向傳送，通訊速率為多少。綜合考慮以上因數后，計算出需要多少個通訊處理器。

  需要強調的是：Foxboro公司的硬件通訊產品COMM30與許多公司的硬件通訊方式通過采用插在工程師站/操作員站主板上的串口通訊卡實現不同，Foxboro公司的COMM30具有專用的CPU芯片，獨立于工程師站及操作員站運行，是控制網絡中一個獨立的處理站，即使在工程師站/操作員站死機時仍能保證通訊的正常運行，這在參與控制的通訊（如與定排程控、吹灰程控等）中顯的尤為重要。

三 用專業通訊軟件實現通訊

  專業的通訊軟件主要分為兩類：一類實現數據的實時采集與傳送，另一類實現流程畫面的實時傳送。

  3.1數據的實時采集及傳送

  用Foxboro公司開發的通訊軟件或利用第三方開發的針對I/A’s的通訊軟件實現通訊是一種非常方便的辦法，它可以大大縮短項目周期。

  Foxboro公司的專業通訊軟件從早期的DataforWindow、PIMS中的DataLink到現在使用的AIM*AT軟件秉承始終如一的思想，利用AISAPI（FOXAPI的早期版本），FOXAPI的內部函數調用實現數據的實時讀寫；利用TCP/IP實現數據在I/A’s與PC機之間的雙向傳送；利用DDE技術將I/A’s的數據在支持DDE技術的程序（如：Excel、Lotus1-2-3、Delphi等）中顯示，同時提供VB調用函數，便于用戶的二次開發。該軟件的最快傳送速率為0.1秒。在目前的項目中，比較多的采用了這種辦法。

  對于目前較流行的OPC通訊協議，Foxboro公司提供專門的OPC通訊軟件，同時也可以選用第三方，如：MATRICON公司的OPC通訊軟件。

  第三方通訊軟件主要是美國OSI公司的PI實時數據庫。OSI公司的PI系統基于C/S結構，能將100多家的DCS系統或PLC中的實時數據傳送到WindowNT服務器中，利用其專利的“螺旋門壓縮”技術，將數據進行壓縮加工，使其保存周期可長達數年以上（取決于硬盤容量）。同時，利用其強大的系統工具實現二次開發，包括流程畫面顯示、趨勢顯示、優化處理、性能計算等。PI實時數據庫在Foxboro的I/A’s中的應用在國外已經有了上百個成功使用的業績。諫壁發電廠利用PI系統將其#7、#8、#9、#10四臺300MW機組多達20，000點的數據實現了實時傳送、長達2年的數據存儲，并利用其強大的二次開發工具，為全廠MIS（或SIS）系統的應用開發服務。

  專業的通訊軟件，如：PI，除了具有高率、高速、數據保存時間長、安全可靠、功能強大、界面友好、使用方便等優點外，通常在數據傳送時還具有以下特性：

  l采用“例外報告”方式：設定數據需要傳送的變化范圍，對未超過變化范圍的數據不傳送，這一機制大大降低了通訊負載。

  l具有“數據緩存”機制：在網絡通訊中斷時，將需要傳送的數據緩存在工作站的硬盤上，待網絡通訊恢復時，在網絡通訊的空閑時再將數據傳送到數據庫中。這一機制保證了數據不丟失。

  3.2流程畫面的實時傳送

  將流程畫面實時傳送到PC機上，可以使企業領導和運行管理人員、熱工儀表維護人員可以及時掌握現場的生產運行情況，便于整個企業的資源共享、狀態監視及物流管理。

  關于流程畫面的實時傳送，目前使用較多的是使用HumingBird公司的Exceed軟件。利用Exceed軟件的Telnet功能和I/A’s的附加顯示管理器（AdditionalDisplayManager），將I/A’s中的流程畫面實時傳送至PC機中，并可以定義在PC機中的操作權限是否可以操作。

  除Exceed軟件外，還可以使用GraphOn公司的GO_Global軟件，該軟件可以直接利用網絡傳輸，也可以用撥號方式，將I/A’s中的流程畫面實時傳送至PC機中。

在使用Exceed及GO_Global軟件時，利用Modem撥號，就可以實現“遠程診斷”（FOXWATCH），即：將I/A’s使用情況等信息，及時傳送回Foxboro公司，Foxboro公司的工程技術人員在公司內就可以對用戶的各種要求進行及時響應，對其系統進行診斷，并對用戶提出使用建議。在諫壁發電廠的I/A’s系統中，就安裝有FOXWATCH軟件，使用效果非常好，廠級領導、熱工維護人員等在辦公室內即可了解機組生產運行情況；在出現故障時，可以迅速將DCS系統使用情況傳送給Foxboro公司的工程技術人員，在最短的時間內得到技術支持，最大程度地降低損失。

  無論是采用專門的硬件實現通訊，還是使用專業的通訊軟件實現通訊，實現方法都比較簡單，下面將重點介紹在Foxboro公司I/A’s產品中用軟件編程方法實現通訊的幾種方法。

DELTAV   DC9430X1-CA2, 44B2733X022       ALARM INTERFACE UNIT 
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DELTAV   KJ1501X1-BB1, 12P0678X032       SYSTEM PASSTHROUGH POWER SUPPLY 12/12VDC (DC/DC)     
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DELTAV   KJ1501X1-BC1, VE5008, 12P2186X012       System Dual DC Power Supply (DC/DC)  
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DELTAV   KJ1700X1-BA1, VE6006, 12P1710X012       Media Converter      
DELTAV   KJ1700X1-BA1, VE6006, 12P1710X012       Media Converter      
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DELTAV   KJ2002X1-CA1, 12P1509X042       M5 Controller
DELTAV   KJ2002X1-CA1, 12P1509X042       M5 Controller
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DELTAV   KJ2002X1-CA1, VE3004, 12P1509X092       M5+ Controller
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DELTAV   KJ3001X1-BA1, VE4001S2T1, 12P0549X112   DI, 8-Channel, 24 VDC, Isolated Card 
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DELTAV   KJ3001X1-BG1, VE4002S1T1, 12P0557X152   DO, 8-Channel, 24 VDC, Isolated Card 
DELTAV   KJ3001X1-BG1, VE4002S1T1, 12P0557X152   DO, 8-Channel, 24 VDC, Isolated Card 
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