CAN總線設備在DCS中的應用

0 引言

山東某化纖公司制氧站車間空分裝置使用了4臺Atlas壓縮機用于生成氧氣和氮氣等氣體。Atlas壓縮機內部采用了高效率的CAN總線，但是其無法和其他設備進行數據交互，因此，用戶無法更有效地控制壓縮機運行，這給用戶帶來了一定的不便，增加了控制難度。

針對Atlas壓縮機采用CAN總線的特點，浙江中控在該空分項目中采用WebField ECS．100 DCS控制系統，通過Profibus-DP總線實現對Atlas壓縮機的遠程監控。

1 ECS-100 DCS控制系統特點

WebFiled ECS-100 DCS控制系統是浙江中控技術股份有限公司為適應網絡技術的發展而推出的基于網絡的現場控制系統。該系統采用現場總線技術、冗余技術和開放的信息集成平臺技術，實現了控制系統的網絡化、智能化和數字化。ECS-100 DCS控制系統為工廠組建了一個開放式的全集成環境Workspace，實現了多種總線兼容和異構系統綜合集成的“智能化工廠”信息模型。

ECS-100控制系統由控制節點(包括控制站、通信接口等)、操作節點(包括工程師站、操作員站、服務器站、數據管理站)和通信網絡(管理信息網、過程信息網、過程控制網、I／O總線)等構成，方便實現生產過程信息的集中顯示、集中操作和集中管理。

2 設備配置和網絡結構

2.1 Atlas壓縮機的設備配置

用戶使用的Atlas壓縮機采用了ElektronikonMkIV控制器，并且通過CAN總線進行多臺Atlas壓縮機的聯合控制。針對Arias MkIV控制器，用戶配套了一塊通信接口處理器(CAN網關設備)ComBox-P。該通信處理器為Profi-Can DP-Bridge，其一方面作為CAN總線的一個節點設備，根據指令獲取指定CAN節點(壓縮機)的參數和運行信息；另一方面作為Profibus-DP從站，接收DP主站過來的指令，根據DP主站指令返回壓縮機實時數據信息。

ComBox-P通信處理器提供了2個9針串口。其中，標號為1OX1的串口連接CAN總線，其CAN地址可以通過對應的撥號開關設置為20；標號為10X16的串口連接Profibus-DP總線，其DP地址可以通過對應的撥號開關設置為15，實現總線地址的設置。通過在這2個9針串口上連接相應的CAN總線電纜和DP總線電纜，可完成Atlas通信處理器的連接和設置。

2.2 ECS-100控制系統的設備配置

ECS-100控制系統提供了一塊Profibus-DP主站接口卡FW239-DP。作為ECS-100控制系統的SCnet II網絡節點之一(在SCnet II中，FW239-DP處于與主控制卡同等的地位)，FW239-DP接口卡在Profibus-DP總線中以主站形式存在，它可以將標準Profibus-DP從站設備連入ECS-100系統；通過SCnet II站間的通信協議，可以對DP從站進行參數的讀、寫操作，并且可成功地與系統內控制站和操作站等進行信息雙向通信，使異構設備成為ECS-100 DCS的一部分(子系統)。

2.3 系統互聯網絡結構

ECS-100控制系統通過FW239-DP主站接口卡和Atlas壓縮機的ComBox-P通信處理器實現DP總線的連接。其中，FW239-DP主站接口卡還通過以太網作為SCnet lI網絡的一個節點和DCS控制系統的主控制卡連接，構成系統的核心處理單元；而ComBox-P通信處理器則通過CAN接口和多臺壓縮機控制器進行連接。系統互聯網絡結構如圖1所示。

圖1 系統互聯網絡結構圖

3 組態軟件的設置和通信編程

3.1 參數的設置

系統的網絡連接完成后，還需要對Profibus總線及DP設備進行設置。系統通過FW239-DP卡配套的SYCON軟件實現DP參數的設置。設置過程如下：運行SYCON軟件，并導入ComBox-P設備描述文件Pmfi2Can．gsd；在SYCON軟件中新建一個項目并增加DP主站設備(FW239-DP)，地址設置為1；增加DP從站設備(ComBox-P)，地址設置為15；雙擊從站設備，在彈出的對話框中增加16字節的輸入和16字節的輸出，表示FW239-DP可以寫給ComBox-P設備16個字節的指令(指定需要獲取的壓縮機參數)，讀取ComBox-P設備16個字節的信息(返回壓縮機指定參數的實時數據信息)。

在SYCON軟件中，除了對DP主站設備和從站設備進行設置，還需要對DP總線的波特率等參數進行設置。至此，保存配置軟件，完成DP參數的設置。