网关卡的使用与JX-300X DCS系统的通讯--控制网



网关卡的使用与JX-300X DCS系统的通讯
企业:控制网 日期:2005-05-12
领域:电源 点击数:2541

 

1.JX-300X集散控制系统通讯特点
    JX-300X系统有一重要特点是具有多功能的协议转换接口,使用通信接口卡(SP244)可以与多种现场总线仪表、PLC以及智能仪表通信互连的功能,可方便地完成对它们的隔离配电、通讯、修改组态等,可实现系统的开放性和互操作性。

2.JX-300X与外界通讯的方式
2.1支持标准协议的设备,如支持MODBUS-RTU,HostLink协议的设备;

    通信接口卡(SP244)是通信接口单元的核心,是JX-300X DCS系统的网关卡,是SCnetⅡ网络节点之一(在SCnetⅡ中SP244处于与SP243X同等的地位),它解决了JX-300X系统与其他厂家测控系统和智能设备的互联问题,已实现了MODBUS、Host Link等多种协议的网间互联。通过网间联接,其他厂家测控系统和智能设备的过程参数可成功地与系统内控制站、操作站等进行信息双向通信,使异种设备成为JX-300X系统的一部分(子系统)。目前,SP244卡件具有一个RS232的物理端口,RS485需要配置转换模块产生。通过软件编程可以完成其他通信总线与SCnetⅡ之间的物理层联接、通信协议转换、流量控制、信息缓冲等功能。SP244的两个端口都以主从应答方式与其他设备通信,而且以SP244为主设备。SP244具有符合SCnet Ⅱ规范的网络接口,实现与SCnet Ⅱ网络的互联,可以与其他控制站或操作站实现数据交换。

    因为SP244只有一个RS232接口,RS-485通讯接口必须通过RS232/RS485转换模块(型号SP428)对SP244的RS232端口进行电平转换,其连接示意图如图一:
 

                    图一:SP244卡通信接口示意图
    SP244卡件的网络BNC通信口的联接规范和网络地址的设置同SP243X卡件。SP244在整个JX-300X DCS 系统中的作用如图二:

                         图二:JX-300X 网络图
2.2支持非标准协议的设备,在非标准协议又分为两种情况

    有协议和无协议两种,对于有非标准协议的可用SCX语言编写程序,对无协议的则可用协议网关的方式来解决。当对方设备采用的协议既不是MODBUS协议也不是HostLink协议时,我们称之为自定义协议。只要此协议说明了通讯双方的主从关系、命令格式、数据格式,就可以使用SP244卡与对方设备通讯。

    主从关系:一般采用SP244卡主动发送,对方设备响应的方式;如果是对方设备主动发送,且不需要SP244卡返回数据的方式,还需要一个通讯模块。

    命令格式:有关SP244卡该发送哪些字节,对方设备又会发送哪些字节的详细描述;每条通讯命令都应该有具体的命令格式。

    数据格式:每条命令中数据字节及其含义的描述;收到通讯命令后,为了将传送的数据从命令中提取出来,需要具体的数据格式。

    相对来说,采用自定义协议,编程的工作量要大一些。

3.具体实验项目
    总的来说,系统与智能设备的互联存在较多的不确定因数,这些问题都应该在智能设备互联方案确认前研究互联对象,并作详细的技术准备。JX-300系列DCS已具有成熟的通讯接口(如RS232/485接口)硬件产品(如SP244、SP242等,一般称为"网关卡"),但与智能设备互联的驱动程序(应用软件)需要确定互联协议后才可以为对象作特别设计,并且软件设计、调试的工作量较大,因此与互联设备之间的通讯驱动程序的设计才是智能设备"网关"设计的重点。SP244卡的通讯驱动程序可以通过SCX语言编写实现,由组态软件下传到SP244卡中运行。SCX语言提供了使用方便的串行通讯库函数,MODBUS协议库函数,HostLink协议库函数。对采用这两种协议的设备,SP244卡可以方便的与之连接。

    下面就通讯的两种不同情况作如下实验:

3.1实验项目一(支持MODBUS-RTU协议的设备):
实验对象特点:
    支持协议为MODBUS-RTU;波特率4800bit/s;数据格式为8位数据位,无校验;下位机为新加坡TANK Reader,地址为201;

    总共读13个罐的液位和温度值,每个罐的温度包括温度值3个点和一个平均温度;使用读语句是readholdingreg;可分5次共读65个位号;

硬件配置:1块SP244卡;

互联方案:直接连接在RS232口上,其拓扑结构如图三:
 

                           图三:连接拓扑图

    需要使用的MODBUS库函数有:int readcoil(int slave,int addr,int num,bool buf[])、int forcecoil(int slave,int addr,int num,bool send[])、 int readinput(int slave,int addr,int num,bool buf[])等;具体程序使用SCX语言实现.

    其程序流程图如图四:
 

                              图四:程序流程图

3.2实验项目二(自定义协议):
    实验任务:该实验中SP244卡主要是与水泥计量系统的皮带称进行相关数据互相传送。其外部设备为西门子的S7-200 PLC,接口为RS-485,协议为自定义协议;编码方式为BCD码;采用主从问答方式,DCS为主,PLC为从;通讯速率:9600 bps,8位数据位,无校验。

读命令:AA  0  2  BB(4字节)=4个INT型字符;
写命令:AA  1  3  1  99   99  BB(7个字节);
第三方PLC 响应为:
CC  1  3F  99  99  99  99  99  99  99  99  DD(12字节);
状态为:
bit7 始终为0
bit6 起停状态,1起动;0停止
bit5 备妥状态,1已准备好;0未准备好
bit4 就地中控状态,1中控;0就地
bit3 荷载上限报警状态,1报警;0正常
bit2荷载下限报警状态,1报警;0正常
bit1 速度上限报警状态,1报警;0正常
bit0 速度下限报警状态,1报警;0正常
称号范围为:1~4
设定值范围为:0.00~99.99
瞬时量范围:0..00~99.99
累计量范围为:0.00~999999.99

    此次通讯实验,由于西门子的PLC 系统没有加CP341模块,两个系统又不能相互支持对方的协议,只能采用自定义协议。

硬件配置:1块SP244卡,1个ADAM模块
互联方案:采用RS485接口方式,其拓扑结构如图五:
 

                            图五:连接拓扑图

    具体SCX语言程序略。

4.结束语
    网关卡SP244是通信接口单元的核心,它解决了JX-300X系统与其他厂家智能设备的互联问题。其作用是将用户智能系统的数据通过通讯的方式联入JX-300X系统中,通过SCnet II网络实现数据在JX-300X系统中的共享。

    根据目前SP244卡自身的特点,另通讯速率受多方面影响等因素,使得它的应用和系统扩展功能的实现受到了很大程度的限制,也使JX-300X系统的通讯和开放性存在较大局限。但是市场对系统增加开放性的要求迫切,普遍希望能增强通讯功能,使系统可方便与其他智能设备相连。虽然SP244卡仍然存在这样那样的问题,但它的应用在很大程度上解决了一部分外部设备与DCS系统的通讯,使得DCS系统能较方便得与一些厂家的现场智能设备相连,已经实现了符合MODBUS-RTU、HostLink-ASCII通讯协议和一些用户协议开发的智能设备的互联。

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