PVC聚合裝置與干燥裝置DCS控制系統(tǒng)之間的通訊

王雪偉，王振云

（內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司50萬t/a PVC 的聚合裝置共有25臺(tái)聚合釜，每5臺(tái)聚合釜為一條生產(chǎn)線，每條線生產(chǎn)出來的PVC 漿料經(jīng)汽提裝置分離出氯乙烯單體以后，再送往漿料混合槽，然后通過進(jìn)料泵送往PVC 干燥裝置。其中，漿料混合槽的液位、攪拌和進(jìn)料泵的運(yùn)行狀態(tài)，是PVC 聚合裝置和干燥裝置都需要監(jiān)控的工藝變量。

PVC 聚合裝置DCS 采用的是橫河CS3000系統(tǒng)，而干燥采用的是MTL 公司的MOST 系統(tǒng)。漿料混合槽液位以及攪拌和進(jìn)料泵的運(yùn)行狀態(tài)，這些工藝變量點(diǎn)是直接引進(jìn)了聚合裝置的DCS 里，如果干燥裝置要用這些點(diǎn)，可以有很多方法實(shí)現(xiàn)，但是經(jīng)過DCS 人員的分析和比較發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)程串行通訊是最經(jīng)濟(jì)合理的方案。橫河CS3000系統(tǒng)和MTL 的MOST 系統(tǒng)都支持MODBUS 通訊協(xié)議，都有專門的MODBUS通訊接口。利用MODBUS 協(xié)議可以在這2套不同品牌的控制系統(tǒng)之間進(jìn)行通訊，最終該公司的生產(chǎn)實(shí)踐也證明了這種通訊方式的良好效果和經(jīng)濟(jì)合理性。

1 PVC 聚合裝置與干燥裝置遠(yuǎn)程通訊的具體配置

1.1 系統(tǒng)硬件配置

根據(jù)控制器的特點(diǎn)和具體的生產(chǎn)環(huán)境要求，該公司硬件的傳輸方式選擇了RS485電氣規(guī)則，由此CS3000系統(tǒng)配置了ALR121這個(gè)支持RS485電氣規(guī)則的通訊卡，而MOST 系統(tǒng)控制器和控制器底板本身帶有支持RS485電氣規(guī)則的COM1和COM2通訊接口。由于聚合裝置控制室與干燥裝置控制室距離較遠(yuǎn)，為了避免通訊信號(hào)受到干擾，選擇了光纖線路傳輸，遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1。

1.2 系統(tǒng)軟件組態(tài)

圖1 遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

MODBUS 通訊協(xié)議是CS3000系統(tǒng)和MOST 系統(tǒng)都支持的通訊協(xié)議，所以軟件組態(tài)要按照MODBUS 通訊協(xié)議的要求進(jìn)行組態(tài)；另外，漿料混合槽液位和攪拌進(jìn)料泵的狀態(tài)是直接組進(jìn)CS3000系統(tǒng)里的，所以通訊的目的是將CS3000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)往MOST 系統(tǒng)，因此軟件組態(tài)時(shí)要將CS3000控制器作為主站，MOST 系統(tǒng)控制器作為從站。

1.2.1 CS3000系統(tǒng)軟件組態(tài)

圖2是在CS3000系統(tǒng)中對(duì)ALR121通訊卡的組態(tài)設(shè)置頁面，從圖中可以清楚看到，共需發(fā)送5個(gè)變量，這5個(gè)變量分別是1線2線漿料混合槽的4個(gè)液位和1個(gè)攪拌及泵狀態(tài)的包。Buffer，是所需緩沖的大?。籗ize，變量的byte 大小，這里1表示1個(gè)byte；Station，從站的地址，這里設(shè)為1，3線4線設(shè)為2；Device&Address 向從站傳送數(shù)據(jù)的modbus 映射地址 如A40002等。

圖2 CS3000系統(tǒng)中對(duì)對(duì)ALR（2）通訊卡的組態(tài)設(shè)置頁面

PVC 聚合裝置的3、4、5 3條線的6個(gè)漿料混合槽液位和6個(gè)攪拌及6個(gè)進(jìn)料泵狀態(tài)的軟件組態(tài)與1、2線完全一樣這里不再贅訴。

1.2.2 MOST 系統(tǒng)軟件組態(tài)

圖3是對(duì)MOST 控制器COM1、COM2通訊端口的設(shè)置頁面，可以看到這里將protocol（協(xié)議）設(shè)置為Modbus Slave，并且定義了波特率、數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)停止位等。其中Use External Mapping 項(xiàng)要打?qū)矗x好和CS3000系統(tǒng)發(fā)送過來相應(yīng)的點(diǎn)以后，映射到控制器Mapping 就可以了。

2 通訊系統(tǒng)使用情況

該通訊系統(tǒng)自2007年8月投運(yùn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定效果非常好，總結(jié)和分析如下。

圖3 對(duì)MOST控制器com1、com2通訊端口的設(shè)置頁面

（1）給操作帶來很大方便。自從該系統(tǒng)投運(yùn)以來，干燥的DCS 操作工可以方便的監(jiān)視漿料混合槽液位等工藝變量，并準(zhǔn)確的實(shí)施控制；

（2）運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)工作量小。由于該系統(tǒng)采用雙冗余結(jié)構(gòu)，并且使用了高可靠性的ALR121通訊卡和光纖收發(fā)器，所以運(yùn)行穩(wěn)定故障率低，維護(hù)工作量?。?/p>

（3）節(jié)約成本。由于該通訊系統(tǒng)使用了串行通訊，所以要比普通的單點(diǎn)通訊方式更節(jié)省成本。PVC聚合裝置共有5條線，每條線有2個(gè)漿料混合槽液位，2個(gè)攪拌，2個(gè)進(jìn)料泵，一共是10個(gè)AI 點(diǎn)和20個(gè)DI 點(diǎn)。如果要將這些點(diǎn)直接引進(jìn)干燥裝置，要增加很多成本。這兩種方式在成本方面的差距如表1。

表1 成本核算表

3 結(jié)論

通過上面的全面分析不難看出，使用MODBUS協(xié)議進(jìn)行串行通訊，不僅組態(tài)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，而且節(jié)約成本。對(duì)于大的化工生產(chǎn)企業(yè)，必定是控制系統(tǒng)種類繁雜，不僅有各分廠不同品牌的DCS 控制系統(tǒng)，還有各大型機(jī)組自己的PLC 控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)等。能讓各種類不同的控制系統(tǒng)互相通訊，共享生產(chǎn)信息，是一件很有意義的事。PVC 聚合裝置與干燥裝置之間的通訊系統(tǒng)就是一個(gè)典型的范例，為以后解決此類問題提供了參照。

［1］黎康保，朱宏興.接口與通訊.西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1989.