CAN總線設(shè)備在DCS中的應(yīng)用

0 引言

山東某化纖公司制氧站車間空分裝置使用了4臺(tái)Atlas壓縮機(jī)用于生成氧氣和氮?dú)獾葰怏w。Atlas壓縮機(jī)內(nèi)部采用了高效率的CAN總線，但是其無法和其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因此，用戶無法更有效地控制壓縮機(jī)運(yùn)行，這給用戶帶來了一定的不便，增加了控制難度。

針對Atlas壓縮機(jī)采用CAN總線的特點(diǎn)，浙江中控在該空分項(xiàng)目中采用WebField ECS．100 DCS控制系統(tǒng)，通過Profibus-DP總線實(shí)現(xiàn)對Atlas壓縮機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

1 ECS-100 DCS控制系統(tǒng)特點(diǎn)

WebFiled ECS-100 DCS控制系統(tǒng)是浙江中控技術(shù)股份有限公司為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而推出的基于網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線技術(shù)、冗余技術(shù)和開放的信息集成平臺(tái)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和數(shù)字化。ECS-100 DCS控制系統(tǒng)為工廠組建了一個(gè)開放式的全集成環(huán)境Workspace，實(shí)現(xiàn)了多種總線兼容和異構(gòu)系統(tǒng)綜合集成的“智能化工廠”信息模型。

ECS-100控制系統(tǒng)由控制節(jié)點(diǎn)(包括控制站、通信接口等)、操作節(jié)點(diǎn)(包括工程師站、操作員站、服務(wù)器站、數(shù)據(jù)管理站)和通信網(wǎng)絡(luò)(管理信息網(wǎng)、過程信息網(wǎng)、過程控制網(wǎng)、I／O總線)等構(gòu)成，方便實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程信息的集中顯示、集中操作和集中管理。

2 設(shè)備配置和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.1 Atlas壓縮機(jī)的設(shè)備配置

用戶使用的Atlas壓縮機(jī)采用了ElektronikonMkIV控制器，并且通過CAN總線進(jìn)行多臺(tái)Atlas壓縮機(jī)的聯(lián)合控制。針對Arias MkIV控制器，用戶配套了一塊通信接口處理器(CAN網(wǎng)關(guān)設(shè)備)ComBox-P。該通信處理器為Profi-Can DP-Bridge，其一方面作為CAN總線的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，根據(jù)指令獲取指定CAN節(jié)點(diǎn)(壓縮機(jī))的參數(shù)和運(yùn)行信息；另一方面作為Profibus-DP從站，接收DP主站過來的指令，根據(jù)DP主站指令返回壓縮機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。

ComBox-P通信處理器提供了2個(gè)9針串口。其中，標(biāo)號(hào)為1OX1的串口連接CAN總線，其CAN地址可以通過對應(yīng)的撥號(hào)開關(guān)設(shè)置為20；標(biāo)號(hào)為10X16的串口連接Profibus-DP總線，其DP地址可以通過對應(yīng)的撥號(hào)開關(guān)設(shè)置為15，實(shí)現(xiàn)總線地址的設(shè)置。通過在這2個(gè)9針串口上連接相應(yīng)的CAN總線電纜和DP總線電纜，可完成Atlas通信處理器的連接和設(shè)置。

2.2 ECS-100控制系統(tǒng)的設(shè)備配置

ECS-100控制系統(tǒng)提供了一塊Profibus-DP主站接口卡FW239-DP。作為ECS-100控制系統(tǒng)的SCnet II網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一(在SCnet II中，F(xiàn)W239-DP處于與主控制卡同等的地位)，F(xiàn)W239-DP接口卡在Profibus-DP總線中以主站形式存在，它可以將標(biāo)準(zhǔn)Profibus-DP從站設(shè)備連入ECS-100系統(tǒng)；通過SCnet II站間的通信協(xié)議，可以對DP從站進(jìn)行參數(shù)的讀、寫操作，并且可成功地與系統(tǒng)內(nèi)控制站和操作站等進(jìn)行信息雙向通信，使異構(gòu)設(shè)備成為ECS-100 DCS的一部分(子系統(tǒng))。

2.3 系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

ECS-100控制系統(tǒng)通過FW239-DP主站接口卡和Atlas壓縮機(jī)的ComBox-P通信處理器實(shí)現(xiàn)DP總線的連接。其中，F(xiàn)W239-DP主站接口卡還通過以太網(wǎng)作為SCnet lI網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)和DCS控制系統(tǒng)的主控制卡連接，構(gòu)成系統(tǒng)的核心處理單元；而ComBox-P通信處理器則通過CAN接口和多臺(tái)壓縮機(jī)控制器進(jìn)行連接。系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 組態(tài)軟件的設(shè)置和通信編程

3.1 參數(shù)的設(shè)置

系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接完成后，還需要對Profibus總線及DP設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)通過FW239-DP卡配套的SYCON軟件實(shí)現(xiàn)DP參數(shù)的設(shè)置。設(shè)置過程如下：運(yùn)行SYCON軟件，并導(dǎo)入ComBox-P設(shè)備描述文件Pmfi2Can．gsd；在SYCON軟件中新建一個(gè)項(xiàng)目并增加DP主站設(shè)備(FW239-DP)，地址設(shè)置為1；增加DP從站設(shè)備(ComBox-P)，地址設(shè)置為15；雙擊從站設(shè)備，在彈出的對話框中增加16字節(jié)的輸入和16字節(jié)的輸出，表示FW239-DP可以寫給ComBox-P設(shè)備16個(gè)字節(jié)的指令(指定需要獲取的壓縮機(jī)參數(shù))，讀取ComBox-P設(shè)備16個(gè)字節(jié)的信息(返回壓縮機(jī)指定參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息)。

在SYCON軟件中，除了對DP主站設(shè)備和從站設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，還需要對DP總線的波特率等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。至此，保存配置軟件，完成DP參數(shù)的設(shè)置。