XDPS系统与基于PLC的吹灰程控通讯的实现

分类：技术教程日期：2010-01-22 00:00:00

一、通讯功能要求
DCS系统和吹灰程控PLC之间为双向实时通讯，要求能在DCS操作员站画面上对吹灰系统进行监控，并完成以下功能：
● 对单只吹灰枪的监控功能，包括吹灰枪的进、退、屏蔽功能
● 吹灰电流的监视，报警监视
● 对吹灰蒸汽总门以及管道疏水门的监控
● 在DCS侧进行吹灰程序的启停，运行监视
二、通讯原理
XDPS系统的DPU软件（或MMI站上运行的虚拟DPU软件）通过调用相关的通讯接口程序，将外部系统发送过来（或发送给外部系统）的数据映射为XDPS系统的虚拟I/O卡件，每一个数据对应虚拟卡件上的各个虚拟I/O通道。这样，对外部系统数据的处理就变得和XDPS系统通过I/O卡件采集的数据相同了。XDPS系统强大的算法库亦可适用于对通讯数据的处理，从而完成复杂的控制逻辑。

图1－XDPS系统与外系统通讯原理图

三、通讯接口的实现
3.1. 通讯规约
通讯接口采用2线制RS485，通讯规约为MODBUS（RTU）。
3.2. 运行环境
通讯软件运行在XDPS系统的一个DPU内，也可运行在任意一台运行虚拟DPU软件的MMI站上。
硬件接口采用RS485-RS232转换器，接插在DPU的COM1口（或MMI站的COM口上）。
3.3. 接口软件
XDPS Modbus（RTU）主站驱动（modiplc.dll）
XDPS虚拟DPU软件vdpu.exe
3.4. 驱动配置文件（modiplc.ini）
驱动配置文件用于定义通讯接口参数以及外部数据与虚拟I/O通道的对应关系。

*XDPS通讯起始寄存器地址为寄存器编号-1。
3.5 DPU配置文件修改（vdpu.cfg）
DPU配置文件中定义需要使用的接口驱动以及虚拟I/O站配置。

四、具体监控功能的实现
图2为汉川电厂吹灰程控在DCS操作员站监控的画面。

图2－吹灰监控画面

系统包括长吹（IK）、短吹（IR）共78只吹灰枪，分左右侧布置。其中，左侧吹灰枪代号为单数，右侧吹灰枪代号为双数。此外，还有吹灰蒸汽总门及若干蒸汽管道疏水门。
4.1 吹灰程控状态设置
吹灰程控分自动、远控、模拟和现场4种状态，要求DCS一个时刻只能对其中的一种状态置位，即操作应互相闭锁。
如果用常规的开关量逻辑实现，所需逻辑较为复杂，故拟采用A/D转换的方法实现。

图3－程控状态设置

在DPU组态中，采用KBML模块（模拟量置数模块）结合操作画面组态软件（MAKE）进行置数（1、2、4、8，即2的指数次方），然后通过模/数转换（LToB16），取出置位状态，实现操作的互锁。
4.2 吹灰蒸汽总门及疏水阀门操作
每个设备采用两个开关量置位模块（D/MA）分别进行阀门的开、关操作。模块操作相互闭锁，即开门的时候不允许关操作，反之亦然。
4.3 单个吹灰器的操作
几个数据的定义：
● 吹灰器代码
左侧吹灰器：短吹代号为IR1、IR3、IR5…IR47，长吹代号为IK1、IK3、IK5…IK29；右侧吹灰器：短吹代号为IR2、IR4、IR6…IR48，长吹代号为IK2、IK4、IK6…IK30；
吹灰器代码定义：短吹代码即为吹灰器代号（1～48），长吹代码为100+吹灰器代号，即（101～130）。
● 吹灰器屏蔽代码
在PLC中以8个字（WORD）表示所有吹灰器的屏蔽状态，每个字的每个二进制位代表一个吹灰器。屏蔽的吹灰器以二进制0表示。
每个吹灰器可在DCS侧进行启动、屏蔽、恢复屏蔽操作。操作的步骤为先写需要操作的吹灰器代码（CODE_WRITE），然后进行启动、屏蔽、恢复屏蔽操作。
由于在DPU组态中，采用KBML模块结合操作画面组态（MAKE）进行吹灰器选择，然后利用KBML的指令执行开关量输出进行启动、屏蔽或恢复屏蔽操作。注意开关量操作指令延时写吹灰器代码（CODE_WRITE）1秒后执行，以确保是对所选的吹灰器进行操作。

图4－吹灰器操作

4.4 吹灰器状态显示
吹灰程控PLC通讯给DCS的吹灰器运行状态信号为：左侧推进、退出信号及左侧运行的吹灰器代码；右侧推进、退出信号及右侧运行的吹灰器代码。具体在画面显示时首先根据吹灰器的代码判断是哪个吹灰器在运行。然后在和左侧（右侧）推进、退出信号相与后，在画面显示。
吹灰器的判断可根据运行的吹灰器代码，采用模拟量比较的方法得出。但这样做过于繁琐，所用算法模块较多。因吹灰器分单、双布置，左侧吹灰器代码只代表左侧运行的吹灰器、右侧吹灰器代码只代表右侧运行的吹灰器，故考虑采用模/数转换的方法实现。
代码转换流程：
1）将吹灰器代码转换为连续的自然数
奇数代码：
（IR代码-1）/2得到连续的自然数0～23；（IK代码-101）/2得到连续的自然数0～14。
偶数代码：
（IR代码-2）/2得到连续的自然数0～23；（IK代码-102）/2得到连续的自然数0～14。
2）对上面的运行结果取2的指数次方。对于大于等于16的自然数，先减16，再进行指数计算。
3）对2）运算得到的结果进行模/数转换（LToB16），取转换后的BIT位，最终得到运行的吹灰器指示（开关量）。