西门子6ES7212-1BE40-0XB0详细说明

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一、引言

随着科学技术的高速发展，现场总线在工业控制中的应用越来越广泛，当今，现场总线的种类繁多，如PROFIBUS、DeviceNet、CanOpen、AS-Interface等，而PROFIBUS作为目前比较流行的现场总线标准之一，已经在国内一些行业中广泛应用，基于PROFIBUS总线的设备也是每日剧增。而已有30年历史的PLC技术，发展至今，应用行业更是非常广泛，生产厂商举不胜举，如Siemens、Rockwell、GE、Schneider、欧姆龙、三菱、富士、松下等。

如今，如何实现各厂商PLC与各种现场总线设备之间的通讯，已经成为摆在人们面前的关键问题。本文以德国赫优讯自动化系统有限公司通讯模块RIF 1769/1788为例，介绍Rockwell AB PLC和PROFIBUS设备通讯的解决方案。由于赫优讯提供多种针对Rockwell 不同PLC型号的通讯模块，如用于CompactLogix和MicroLogix的RIF 1769-DPM（Profibus-DP master）和RIF 1769-DPS（Profibus-DP slave）、用于FlexLogix和DriveLogix的RIF 1788-DPM和RIF 1788-DPS、面向PanelView Plus和VersaView CE的PVIEW 50-PB、PVIEW 50-DPS、PVIEW 50-MBP（Modbus Plus）等。以下以赫优讯通讯模块RIF 1769-DPS为例，详细介绍如何实现西门子S7-300系列CPU315-2DP与罗克韦尔Compact Logix L35E CPU之间的通讯。

二、赫优讯RIF 1769模块简介

赫优讯作为“Rockwell Automation Encompass Program”积极成员，通过结合Rockwell自动化技术，在获得相应授权后，所研发的RIF 1769模块，主要用于扩展Rockwell自动化CompactLogix/MicroLogix系列产品功能，使其具有PROFIBUS总线接口，由于模块本身支持I/O控制和报文传输，因此在CompactLogix中集成了DPV0和DPV1。RIF 1769的硬件图如图1所以。

 图1. RIF 1769的硬件图

RIF 1769模块作为标准的I/O模块，直接连接至Logix控制器中，通过Rockwell自动化配置软件RSLogix5000、RSLogix500等进行配置，从而实现PROFIBUS功能的扩展。

RIF 1769不仅具有从站模块RIF 1769-DPS，而且有主站模块RIF 1769-DPM，而作为从站模块，通过提供GSD文件，可很方便地集成到任何PROFIBUS主站网络中，通过模块上旋转开关设置站地址，从而实现与主站的连接。主站模块RIF 1769-DPM则通过赫优讯公司配置工具SyCon，实现PROFIBUS网络信息的配置，通过配套的诊断电缆，将配置信息保存至板卡Flash中。

三、通讯系统的构成

    通讯系统由Compact Logix L35E、RIF 1769-DPS、PROFIBUS电缆、CPU 315-2DP构成，具体硬件结构图如图2所示，Siemens CPU 315-2DP作为DP主站，总线地址为2，通过STEP7进行PROFIBUS网络的配置，赫优讯RIF 1769-DPS作为 DP从站，总线地址为8（地址可通过拨码开关自行修改）；通过RSLogix 5000进行赫优讯RIF 1769-DPS模块的加载，并通过编写部分程序，实现数据交换。

图2. 系统硬件图

四、通讯系统的实现

    通讯系统的实现过程，上述已经作了简要的阐述，以下将详细分析具体的实现过程，其中实现过程大体分为两部分，包括通过RSLogix 5000实现RIF 1769-DPS模块的加载和配置，以及通过STEP7 进行PROFIBUS的组网和配置。
1、  Compact Logix L35E CPU参数配置
A、 通过RSLogix5000软件，选择I/O模块RIF 1769-DPS
首先启动RSLogix 5000软件，创建新的工程，选择I/O Configuration子菜单CompactBus Local，右键加入新的模块，从图3中选择1769-MODULE。

                         图3. 模块类型选择

B、  通讯参数的设置
     在模块类型选定后，需要对模块进行相关信息的配置，如图4所示。其中，需根据I/O模块的硬件插槽选择相应的插槽号，设定输入输出长度和配置信息的大小，具体的计算方法如表1所示。

                     图4. 参数配置

表1. 参数信息

其中bbbbb Size至少为 68 Word，用来存储状态信息，X（X*大为122）表示 PROFIBUS Output data长度；Output Size 至少要为2 Word，用来存储COMMAMD信息，Y （*大为122）表示PROFIBUS bbbbb data长度。Configuration Size固定为32 Word。

2、  CPU 315－2DP参数配置

首先需导入RIF 1769-DPS的GSD文件至STEP7中，然后配置CPU 315-2DP，配置信息图如图4所示，其中需根据RIF1769-DPS的站地址设置相应的从站地址，根据RSLogix5000配置I/O参数是所设定的PROFIBUS 输入输出字节长度，配置相应的长度，本试验以输入输出长度均为32Word为例，进行配置。

图4. CPU 315-2DP配置信息图

五、通讯过程

整个系统的通讯通过编写程序实现，在RSLogix 5000中定义了输入、输出数组，通过数组来实现PROFIBUS设备与AB PLC进行数据的交换。首先通过RIF 1769-DPS模块的输入数据更新PROFIBUS设备的输入数据，然后根据读取设备及CPU的一些状态信息选择相应的数据进行交换，*后是通过OUTPUT数组来更新PROFIBUS设备的输出数据。关于RIF 1769-DPS通讯的功能函数在我们的范例中都有详细说明。

六、结束语

本文通过赫优讯通讯模块RIF 1769-DPS为例详细介绍了如何实现AB LE35 CPU与Siemens CPU 315-2DP 之间的通讯，提供了一种Rockwell AB PLC和PROFIBUS设备通讯的解决方案，同时赫优讯针对AB PLC其它系列产品，还有更多的通讯模块，所有此类通讯模块都采用背板总线的连接方式连接至AB PLC，通讯稳定、可靠、使用方便。此解决方案已在工程项目中得到一定的应用，效果得到一致认可，具有很好的市场前景。

1 引言

　　电厂化学水处理系统作为电厂重要的辅助车间和辅助系统，特别是大型火电厂利和供热电厂的化水处理车间处理量大，工艺复杂，水质要求高，其运营的好坏直接关系到电厂的安全运行及可靠性。本文以笔者负责完成的通辽盛发热电厂化学水处理程控系统项目，分析化学水处理程控系统的自动控制。

2 化学水处理系统工艺流程

　　通辽盛发热电厂作为新建热电厂新建4台机组（4×135MW，分两期完成），化学水处理系统由三部分组成:软化水处理系统、反渗透系统和除盐水系统,系统工艺流程简图如图1所示。

图1 化学水处理系统工艺简图

　　系统主工艺流程为：工业水→曝气塔→曝气水箱→升压水泵→叠加式过滤器→阳离子交换器→除二氧化碳器→软化水箱→碱计量泵加碱→软化水泵升压（软化水，可作为厂内生活用水）→加热器→反渗透装置→反渗透水箱→反渗透水泵升压→一级混合离子交换器→二级混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵升压→主厂房。

3 控制系统硬件组成

3．1 PLC控制系统
　　根据装置工作要求，选用性价高的AB公司的Controllogix系列可编程控制器构建冗余的控制系统。PLC中CPU采用两套1756－L55 ControlLogix5555 Controller，设置1个主站（CPU模件），5个分站(IO模件)，主站CPU与分站I/O通过ControlNet网络通讯, 开关量输入、输出模件选用32点，模拟量输入模件选用16点，模拟量输出选用8点。PLC系统网络结构图如图2所示。

3．2 监控站
　　监控站选用两台研华工业控制计算机和高性能工业监控软件RSView32（视窗控制中心），与PLC控制单元之间采用工业以太网进行通讯。完成整个系统的工艺流程、设备运行状态的显示和监控、实现曲线的显示、历史数据的保存、权限管理、操作查询、报警、打印等功能。

3．3 仪表系统
　　仪表系统由压力及温度变送器、**计、液位计、PH值表、酸度计、碱度计、硅酸根检测仪、导电度检测仪、压力及压差开关等构成，主要完成水箱液位、管道压力、进出水**、水温度、水质检测，并通过检测值，进行工艺自动控制与调节。

图2 PLC系统网络结构图

3．4 现场控制设备

　　现场控制设备由水泵、风机、气动阀门、电动门、调节阀等构成，其中水泵、风机由电机控制，气动门由电磁阀控制。

4自动化软件设计
　　化学水处理自动化控制系统的软件包括上位机、下位机两部分。

4．1 上位机软件设计

　　上位机软件采用bbbbbbs2000操作系统，组态平台为RSView32。上位机实现的功能为：数字显示化学水处理系统中的水箱液位、管道压力、进出水**实时值与累积值、水温度、水质检测，记录这些参数的历史变化，在设定的上限与下限值发出语音报警、记录到报警历史以便查询。各设备的运行、故障等状态显示，各设备的启动、停止操作，并进行操作记录，以便查询；出现每个设备故障时发出声音报警并记录故障情况（故障时刻、故障类型等），方便进行事故分析。重要参数、报警、故障都可以报表打印。

　　化学水程控系统上位机监视画面由参数画面、弱酸阳离子交换主画面、曝气水箱系统画面、过滤器A和B画面、弱酸离子交换画面、软化水系统画面、反渗透主画面、反渗透装置画面、反渗透水箱画面、反渗透辅助系统画面、除盐水主画面、一级混床系统画面、二级混床系统画面、酸系统画面、碱系统画面、中和池系统画面、树脂存贮画面、除盐水箱画面、手操器画面、启动方式画面、检修设置画面、历史趋势画面、报警汇总画面、数据汇总画面、记录画面、登录画面和管理员画面组成。

4．2 下位机软件设计
　　下位机采用AB公司开发的RSLogix 5000软件对PLC进行编程和对PLC配置进行维护。编制的软件主要包括信号获取处理、**的累积、运行时间的累积，传到上位机显示，接受上位机的操作、判断自动控制条件对水泵风机、气动阀门进行逻辑控制，完成化学水处理过程。

5系统实现功能

　　水处理程控系统具有：运行方式选择；设备故障自动报警；实现了现场信息采集、处理、操作显示等完善的功能。并且保留了就地控制功能。在控制室，运行人员通过控制系统能对整个工艺系统进行集中监视、管理和顺序控制，并可实现远方手操。提供就地手操、远方手动操作、自动顺序控制三种控制方式，工艺系统中被控对象的状态在CRT上显示。

5．1 就地手操控制

　　所有气动阀、电动门、水泵和风机都保留就地控制方式，即使在程控系统完全故障的情况下还可以通过就地控制实现手动水处理，保证机组锅炉的可靠用水。

5．2 远方手操控制

　　在选择远控方式时，操作人员可以在操作员站远程一对一操作气动阀、电动门、水泵和风机。

5．3 水处理过程自动控制

　　水处理程控系统在正常情况下主要运行在自动控制方式。按照化学水处理系统的设计要求，水处理过程程序自动控制包括：除铁与弱酸离子交换过程自动控制，反渗透装置自动控制过程，混合离子交换过程自动控制。在除铁与弱酸离子交换过程自动控制过程中，当过滤器已经运行了24小时、或进出水压差达到0.1Mpa、或入口累积**达到2880吨，就自动进行反洗，备用的过滤器投入运行；当阳离子交换器运行48小时、或入口累积**达到6240吨，就自动进行再生。在反渗透装置停止自动控制过程时，自动完成反渗透冲洗过程。在混合离子交换过程自动控制中，当混合离子交换器运行1200小时、或入口水**累积达到18000吨、或出口水导电度高于0.2us/cm、或出口硅酸根高于0.02ug/L，就自动进行再生，备用的混床投入运行。

5．4其它功能

　　通过PLC内部程序设定报警及联锁保护，一旦出现故障，立即停止相应的操作，并发出相应的报警信号,自动启动备用的设备。

　　实时参数超限报警、阀门开超时/关超时故障报警、阀门位置信号故障报警、水泵/风机启动/停止超时故障报警、水泵/风机控保装置事故跳闸/失电报警等。

　　化学水处理系统中的工艺参数和的累积参数都归档，可以通过历史趋势画面对所有运行参数查看、打印，并按照电厂要求打印成报表。

　　系统还通过交换机与全厂的辅助控制网络系统相联，实现了远程运行参数监视与管理。

6结束语

　　通辽盛发热电厂化学水处理程控系统于2006年9月正式投运，自动化控制水平明显**，产水量达到设计要求平均每小时180至200吨，完全保证了设计4台发电机组的用水需要。由于控制水平的**，水处理过程中产生的废水量明显减少，起到了一定环保节能效果。系统高度的可靠性和直观简易的操作性减少了运行人员劳动量。该系统建成后运行可靠，生产效率明显**，因此受到用户的好评，并成为其它电厂同行参观效仿的对象。