西门子DCS与Modbus PLC的异构集成.docx

《自动化与仪器仪表》2016年第12期(总第206期)

西门子DCS与ModbusPLC的异构集成

孙竹梅，平国楠，王琦(山西大学山西太原，030006)

摘要：采用Serial/Profibus-DP网关对Modbus网络和Profibus-DP网络之间的数据进行透明传输，搭建的实验系统实现了西门子DCS对施耐德PLC设备的数据采集和监视控制，该设计是西门子DCS与第三方PLC设备之间异构系统兼容问题的一种可选解决方案，可为多协议系统集成和远方监控提供参考。

关键词：西门子DCS;第三方PLC;Modbus;Profibus-DP;异构集成

中图分类号：TP273文献标识码：ADOI编码：10.14016/j.cnki.1001-9227.2016.12.047

Abstract:UsingtheSerial/PROFIBIUS-DPgatewaytoachievetransparenttransmisionbetweentheModbusnetworkandthePROFIBUS-DPnetwork.Dataacquisition,supervisionandcontrolofSiemensDCStoSchneiderPLCequipmentisrealizedintheexperimentalsystem.ThisdesignisoneofthesolutionstotheproblemofheterogeneouscompliancebetweenSiemensDCSandthirdpartyPLCdevices.Itcanprovideareferenceformulti-protocolsystemintegrationandremotesupervisorycontrol.

Keywords:SiemensDCS;thirdpartyPLC;Modbus;Profibus-DP;Heterogeneousintegration

0引言

伴随着自动控制系统的全厂一体化和过程监控的远程化，核心主控系统与现有外围(远程)第三方设备的兼容性问题成为业界关注的热点。本项目以西门子DCS为核心主控系统，以工业企业常用的施耐德PLC为外围第三方设备，通过系统配置，实现Profibus-DP网络与Modbus网络的通信兼容，解决上述异构控制系统集成问题。

1异构系统集成方案设计

实验系统由作为现场控制级的ModiconM340PLC水箱液位控制系统和作为监控级的PCS7核心主控系统构成，既可实现水箱液位的现场控制，也可实现水箱液位的远程监视和远程控制。硬件系统包括PCS7、ModiconM340PLC和通信网关三部分组成。

1.1西门子PCS7系统

西门子SIMATICPCS7系统是现代DCS的一个典型实例，它应用了局域网技术、西门子PLC、西门子自动化软件和现场总线技术1。PCS7系统纵向分层、横向分散，以多层网络为依托，将分布在全厂的各种设备连接起来，实现各生产过程的分散控制和集中管理。PCS7系统自上而下分别可以分为管理级、监控级、控制级和现场级四层。这四层结构由厂级网络、控制总线层和现场总线层三层网络连接21。

PCS7系统的人机接口(HMI)系统采用典型的客户机/服务器结构，从而DCS的实时数据先由服务器通过控制网络进行收集，操作员站通过服务器来获取系统实时数据；操作员的操作指令先送往服务器，然后服务器通过控制网络发往相应的自动化站。PCS7的自动化站可由电源模块、CPU模块和通讯处理器等模块组成，其中CPU模块是从西门子SIMATICS7400CPU系列中选择的3]。

实验用PCS7系统的结构如图1所示，此PCS7系统只使用一台PC机进行工作，该PC机既是服务器，负责生产过程实时数据的采集；又是操作员站，负责系统和操作人员之间的信息交互；同时，还是工程师站，负责整个DCS的组态和日常维护[4]。系统中自动化站的设备选型如表1所示，自动化

收稿日期：2016-06-16

万方数据

站通过CPU模块上的Profibus-DP端口与现场设备进行通讯；通过CP443-1通讯模块挂至Ethernet与服务器和工程师站通讯。

P

P机

Bhn

白动化站

ROBSD

图1实际使用的PCS7系统结构图

(操作员站工程师

站服务器)