【摘要】通过对ECS-100 DCS系统和电解槽电压检测的子系统的硬件方案、软件方案的阐述，利用DCS资源和现代通信技术，解决了离子膜装置的生产数据不能共享的困难，保证了化工生产装装置生产安全，满足工艺管理要求。
【关键词】DCS；槽电压检测系统；MODBUS通信；AdvanTrol-Pro软件
1.引言
江苏省某化工企业20万吨/年离子膜装置采用浙江中控ECS-100集散控制系统（DCS）对生产装置的自动化控制。在生产装置运行过程中，同时需要设立了一套独立的槽电压数据采集系统对电解槽槽电压进行电压检测，这样的两套独立的自动化系统，存在生产信息不能共享的缺点[1]。针对该问题，本文重点提出了在生产装置中DCS和槽电压数据采集系统的数据通信解决方案，利用浙江中控技术有限公司AdvanTrol-Pro软件MODBUS通讯功能，实现了工业生产中工业控制系统数据信息集成，提高了企业信息化的水平[2，3]。
2.问题提出
电解工段是离子膜装置的重要工段，电解装置是由一系列电解槽的串联组成的。为了更好对电解槽进行运行和维护，需要对每个电解槽槽电压进行检测。由于槽电压高共模电压的特点，一般的测量系统稳定性及耐压无法实现，行业内一般采用日本横河的MX100数据采集系统完成数据采集，以每台电解槽约150个电解单元为例，每三个槽采集一点槽电压，每只电解槽需要50点数据采集，20万吨/年离子膜装置共需要500点模拟量（AI），如单独接入DCS系统，则占用大量DCS资源，为了控制投资规模和共享数据资源，我们采取MODBUS数据通信的方案解决了上述问题。
3.解决方案
3.1 硬件配置
DCS系统ECS-100增加FW248多串口多协议通信接口卡（1200bps-19200bps，6路端口），MX100槽电压数据采集系统也增加RS-485通信模件一块。ECS-100作为主站，MX100系统作为从站。标准的MODBUS口使用RS-232C兼容串行接口，通信介质为带屏蔽的双绞线缆，按ECS-100和MX100硬件手册正确接线。
FW248通信接口卡，提供标准的MODBUS协议与第三方职能设备进行通讯，利用SCControl图形化编程语言对通信参数、协议进行组态。
3.2 软件组态
3.2.1 MX100定义
MX100定义为从设备，ECS-100为主设备。在DCS组态软件包AdvanTrol-Pro进行组态设置（以单台电解槽50点模拟量槽电压检测为例）：
3.2.2 DCS组态
启动ECS-100组态软件包AdvanTrol-Pro，展开组态树。选中控制站双击，打开对话框，选中控制卡，选择增加，正确设置IP地址及卡件类型，确认后关闭对话框。
定义控制站名：中控通讯站2，IP地址：128.128.1.14，卡件类型：FW-248（详见图1）。
图1 控制站组态图
选中中控通讯站2，双击，展开对话框，选择4字节变量，定义好位号名及量程。（E230G_1-50）数据类型：浮点数（详见图2）。
图2 变量组态图
选中自定义控制方案，双击，弹出自定义控制算法设置对话框，点击编辑，进入通讯程序编程（SCContro）：
A.串口通讯参数设置
功能块：GW-SETCOM
主要参数：串口号对应于硬件接线；波特率、数据位、停止位、奇偶位校验等参数：对应于子系统。其中：波特率=9600，数据位=8，停止位=1。
B.调用MODBUS模块
功能块：GW_MODBUS_RTU
该模块调用ModBus协议，实现使用ModBus协议的智能设备的I/O点与自定义变量相互映射，定义主从设备关系，从而实现对智能设备的监控。
C.调用GW_GETSINT模块
从命令的数据缓冲区读指定数据（有符号整型）。
Cmdid命令号0-255；Serial欲读数据顺序号；Data数据值
D.调用INT_TO_FLOAT模块
该模块功能是将INT型的输入值转化为FLOAT型数据类型。
E.调用DIV_FLOAT模块
该模块的功能是将输入值相除，并将结果赋给输出值。主要进行量程变换。
根据上述原则，编写程序如下（详见图3）：
图3 通信功能块组态图
F.在流程监控界面直接数据链接E230G _1，其余数据E230G_2-50相同，编译下装后调试运行。
4.结束语
通过对DCS（ECS-100）和槽电压检测系统（MW100）之间MODBUS通信组态软件的开发，感觉到随着工业控制系统的不断更新和网络技术的发展，MODBUS作为一种通用的工控通信协议得以广泛运行于工业控制领域。随着控制系统模块化、集成化程度的提高，在工业生产中，对于模块化、集成化的PLC或控制子系统，一般都可以接入生产主装置的控制系统（DCS），本系统在保证接地良好的基础上自投运以来数据通信一直正常可靠，实践证明此办法成功解决了主从控制系统之间的数据通信问题。
参考文献
[1]王树青.先进控制技术及应用[M].北京：化学工业出版社，2001.
[2]浙江中控技术有限公司.AdvanTrol-ProX系统软件用户使用手册V2.50[S].杭州：浙江大学出版社，2010.
[3]浙江中控技术有限公司.ECS-100系统硬件使用手册[S].杭州：浙江大学出版社，2010.
作者简介：季天溪（1991—），男，江苏淮安人，大学本科，现就读于南京邮电大学通信与信息工程学院，研究方向：通信网的结构、接口、协议、网络仿真和设计技术。