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科学与信息化2021年3月下

基于DPDPcoupler的西门子PLC300与艾默生DeltaV

系统的通信研究

张倍

北方铜业股份有限公司垣曲冶炼厂 山西 运城 043700

摘 要 本文以冶炼厂硫酸风机为例，介绍了西门子300系统通过DP/DPcoupler与艾默生DeltaVDCS系统的通信方法。

关键词 DP/DPcoupler；DeltaV；DCS与PLC通信

1  概述

1.1背景简介

垣曲冶炼厂是一家以冶炼铜矿为主的多金属综合工厂，

2012年起进行技改重建，2014年投产，其DCS系统选用了世界

一流的美国艾默生公司的DeltaV系统。制酸工艺部分，硫酸风

机选用了KKK风机。KKK风机使用西门子PLC300系统，自成

体系，并没有与全厂DCS系统联网。如何将PLC的局部系统，

并入全厂DCS大系统，成为自投产以来的难题。

1.2硫酸风机极其PLC系统

KKK风机采用了西门子S7300系统，其中CPU选用的是

315-2DP，并配备了DPDPcoupler用于与外系统通信。KKK风机

的PLC柜就在风机房，配以一块西门子触摸屏，操作和观察数

据时都需要进入风机房里。

1.3艾默生DeltaVDCS系统介绍

DeltaV控制系统是目前性能最优越的DCS控制系统之一，

在国内外有着广泛的应用。冶炼厂选用DeltaV系统作为全厂级

的控制系统，除了管理全厂的仪表电气设备外，还通过配备

的DP卡件和MODBUS卡件与现场的第三方设备通过DP总线或

MODBUS总线进行通信连接，从而实现全面的控制管理。

1.4PLC与DCS通信的意义和难点

现代化的自动化工厂都实现了中控化的集中管理控制，

而现场的第三方设备往往自带有小型的控制系统，如小型的

PLC。而将这些分散的小型系统与DCS通过通信相连，是常常

需要解决的重点和难点。由于各系统常常是不同的厂家，比如

垣曲冶炼厂DCS是美国艾默生系统，PLC是德国西门子系统。

而他们各自都推出自己的总线方式，造成了彼此通信上的支持

往往比较落后。DeltaV系统现在已经能够支持DP总线，但是应

用案例少，再加上PLC种类繁多，使得实际操作时总会带来种

种困难。

由于硫酸风机是厂里的重点设备，其巡检与监护非常重

要，而现有的方式工人必须经常去风机房查看触摸屏，如果一

旦有参数异常，而因为巡检工不在则有可能带来危险隐患。因

此两个系统的通信非常重要[1]。

2  DP/DP coupler原理及使用方法

DP/DP耦合器用于连接两个Profibus-DP主站网络，以便在

这两个主站之间进行通信，数据通信区最高可以达244字节输入

和244字节的输出。最多可以建立16个I/O数据交换区。

DP/DPcoupler可以连接连个不同的Profibus网络进行通信，

2个网络的通信速率，站地址可以不同。并且两个网络实现电气

隔离，相互独立，一个网络出问题不会影响另一个网络运行。

它的这些特性用在KKK风机上，既保护了风机运行的独立性，

又满足了通信的需求。

DP/DPcoupler两个通信网络的数据区必须对应，否则会造

成通信故障，比如PLC的输入区对应DCS的输出区，PLC的输

出区对应DCS的输入区。

采用双路冗余供电，可通过DIL开关，Step7或其他编程工

具设定profibus站地址。

3  S7 300通信编程组态

以KKK风机和DCS通信为例，KKK风机为网络1，CPU为

315-2DP。

其组态设计如下：

网络1：CPU315-2DP主站，DP/DPcoupler的DP1地址为

11，网络波特率为1.5Mbit/s；

与网络2的数据通信接口区：

64字节的输出（连续），64字节的输出（连续）。

4  DeltaV系统通信编程组态

4.1DCS侧组态设计

网络2：DeltaV系统主站，DP/DPcoupler的DP1地址为12，

网络波特率为1.5Mbit/s

与网络1的数据通信接口区：

64字节的输入（连续），64字节的输入（连续）。

4.2硬件组态

（1）在Exploring DeltaV中，首先导入DP/DPcoupler

所用的GSD文件，可以由西门子官网下载。依次打开

Library→DeviceDefinitions→profibusDPDevices右键→Add

Device Definition，选中所用GSD文件导入即可。

（2）选中所用DP卡件符号C64，右键P01属性，钩选

Enabled，选择波特率并设定主站地址为1。

（3）在P01下新建通信站点，命名为3KFJ。右键属性，钩

选Enabled并选择子站地址为12。

（4）在3KFJ下新建2个Slot，选择64Bytesinputconsistent。

（5）在每个Slot下按地址表依次录入数据点，选择16bit

unsignedinteger，并对每个数据做地址偏移。

（6）通过诊断检查通信是否正常。

4.3模拟量组态

通信过来的数据是一个一个字的整数，需要通过换算并选

择单位。在DCS组态里新建一个模拟量AI模块，选中对应模拟

量单位和精度换算。

4.4开关量组态

（1）开关量不同于模拟量，是由16个开关量位信号组成一

个字信号通信过来，所以需要先将通信过来的字信号进行拆解。

（2）在组态画面里选用BFO（布尔泛输出功能块）功能

块，将通信过来的字信号，打散为16个位信号。

（3）根据地址表对16个位信号进行相应的数字量组态。

5  常见错误总结

在通信的过程中，有一些容易出现错误的重点难点需要注

意，总结如下：

（1）耦合器实现的是两个主站之间的通信，耦合器的1网

和2网分别对应两个主站的从站。

（2）耦合器的1网和2网的地址由拨码开关设置，在相应

的主站要对应好相应的地址，两个网络互不干扰。

（3）耦合器数据区域应当相互对应，比如PLC网络选择64

（下转第13页）

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自启动，配置后用户无须做复杂的配置工作，在矿井下定位微

基站出于空闲工作状态时，会与系统引擎软件保持间断性状态

传输，以保证定位微基站通信链路无故障。

4  结束语

本文针对基于UWB的精准定位系统进行研究，列出了

UWB定位系统可以实现的功能，并对系统的设计做了整体描

述。UWB定位技术的应用领域广阔，UWB将不断被应用到实

际产品中。

参考文献

[1]王小波,张在琛,胡成博,等.一种改进的UWB空间定位方法研究

[J]有色金属,2015,67(6):57-61.

[2]孙哲星.基于时间测距的矿井人员定位方法研究[J]工况自动

化,2018,44(4):30-33.

字节输出（保持），对应DCS测选择64字节输入（保持）。

6  结束语

随着时代的进步，越来越多的工厂实现自动化生产。而不

同自控系统如何互联，成为业界经常要解决的问题。本文通过

介绍冶炼厂KKK风机PLC系统和全厂DCS系统的通信，介绍了

一种PLCDPcoupler的通信方法，经过实践，完成了两个系统的

通信，满足了工艺要求，实现了中控室统一管理操作的目标。

本文以此为其他deltav系统的通信提供借鉴。

参考文献

[1]西门子（中国）有限公司.DP/DPcoupler使用快速入门[EB/OL]. 

/UploadFile/datum/2011-5/2100001.

pdf,2011-5-9.

通信逐步朝着智能化、自动化方向发展，更利于推动电力企业

的可持续性发展建设[3]。

4  结束语

电力产业是我国基础经济产业，更是我国社会经济发展和

进步的主要构成产业，也为人们提供更为稳定的生活与工作能

源。电力系统运行管理逐步朝着智能化方向发展，其信息传输

安全性也受到重视。对此，电力通信技术运行管理阶段要重点

对加密技术创新，提高技术水平，提升信息传输安全性，促使

电力企业更为稳定的发展。

参考文献

[1]李永华.关于电力自动化通信技术与信息安全问题的分析[J].信

息记录材料,2020,21(7):94-95.

[2]冯赵云.关于电力自动化通信技术与信息安全问题的分析[J].数

字化用户,2019,25(4):163.

[3]刘福强.电力自动化通信技术与信息安全问题分析[J].建筑工程

技术与设计,2016(12):1840.

测绘技术，将其应用到国土测绘中，可以有效减少成本支出，

确保测量结果的准确性和国土测绘工作的效率，为促进国土测绘

管理工作的发展奠定良好基础，可有效提高国土管理的水平和效

率，能够为土地资源的开发利用、管理等提供科学决策参考。

参考文献

[1]王林青.国土测绘与国土GIS一体化集成探析[J].科技创新与应

用,2016(17):295.

[2]陈朝晖,张沛.国土测绘与国土GIS一体化集成研究[J].科技资

讯,2017(11):60-62.

[3]周勇波.地理信息系统GIS在国土资源管理中的运用[J].工程技术

研究,2018(7):98-99.

十分理想的效果。在具体使用在线pH计系统时，还要求注意自

动清洗干净整个装置、校验系统准确性，定期检查并做好必要

的维护工作。

参考文献

[1]赵学霞,周红燕.pH计在电石渣浆水回收处理中的应用[J].中国氯

碱,2018(12):31-33.

[2]曹建志.污水池pH计在线自动吹洗装置[J].纯碱工业,2019(2):22-

24.

[3]殷冠军.在线pH计在镍钴湿法冶炼项目中的应用[J].中国有色冶

金,2019,48(5):44-48,57.

[4]卓文钦.浅论实验室pH(酸度)计和在线pH计计量工作中的差异

[J].计量与测试技术,2017,44(7):90,94.

外，还从长远发展角度考虑，需完善组织系统结构，提升综合

管理能力，满足客户需求，提高服务质量，数字化技术应用，

构建金融供应链，实现信托行业服务实体经济发展目标。

参考文献

[1]姚江涛,袁田.智能时代信托公司的数字化转型[J].中国银行业,

2019,62(33):93-95,109.

[2]陈朝阳.基于信息化、数字化、智能化转型之路[J].招标采购管

理,2018,6(7):25.

[3]杨军.数据智能化时代的数字转型[J].软件和集成电路,2018,3

(1):52-53.

（上接第7页）

（上接第8页）

（上接第10页）

（上接第9页）

（上接第11页）