2024年4月19日发(作者：)
第14卷第4期
2018年10月
沈阳工程学院学报（自然科学版）
JournalofShenyangInstituteofEngineering（NaturalScience）
Vol.14No.4
Oct.2018
DOI：10.13888/（ns）.2018.04.020
通讯技术在新华Ican3.1DCS系统中的应用
杜之正
1
，杜建鹏
2
（1.华电电力科学研究院山东分院，山东济南250000；
2.沈阳工程学院新能源学院，辽宁沈阳110136）
摘要：针对上海新华公司Ican3.1DCS系统在某电厂中的应用，介绍了该电厂公用系统与单
元机组系统的数据通讯及基于Modbus协议的DCS系统与PLC系统的通讯。公用系统与单元
机组系统的通讯实现了两台单元机组同时对公用设备的操控；DCS系统与第三方PLC系统的
通讯实现了不同系统间的数据通讯。Ican3.1DCS系统通讯技术的可靠应用减少了系统基建成
本和维护成本，为相似工程提供了参考和借鉴。
关键词：公用系统；单元系统；DCS系统
中图分类号：TP183文献标识码：A文章编号：1673-1603（2018）04-0376-05
随着工控领域自动化水平和通讯技术的不断
发展，通讯技术在电力生产中得到广泛应用，系统
可靠通讯链路也成为电力生产的重要环节。利用
合理的硬件配置和可靠的软件系统成功实现了该
电厂公用系统与单元机组系统的通讯和外接第三
方系统与DCS系统的通讯
[1]
。
介绍以205号工控机为例，ABCDE5根网线接入系
统，其中A网、B网与1号单元Hirschmann交换机相
连接，A网网络地址为222.222.221.205，B网网络地
址为222.222.222.205，实现公用系统与单元机组的
硬件通讯；C网与公用系统D-Link交换机相连接，
地址为222.222.223.205，将公用部分工控机连接到
一个环形网络，实现公用系统工控机间的通讯；D
网、E网分别连接到公用系统Hirschmann交换机，
与公用系统10对冗余控制器形成环形网络，D网
网络地址为222.222.225.205，E网网络地址为
222.222.226.205，公用系统网络配置如图1所
示
[2]
。
1.2Asdpu通讯软件配置
通讯软件采用新华公司研发的Asdpu，软件包
括执行文件和配置文件。以
1公用系统与单元机组的通讯
1.1硬件系统配置
该电厂公用系统配置10对控制器，包括空压
机系统、脱硫公用系统、汽机循环水系统、热网系
统、公用电气系统等，公用部分的I/O需要通讯到1
号、2号单元机组，由单元系统操控公用设备。公用
系统205号、206号工控机通讯到1号单元机组，207
号、208号工控机通讯到2号单元机组。硬件通讯
收稿日期：2018-06-01
作者简介：杜之正（1983-），男，山东聊城人，工程师，硕士。
第4期
杜之正，等：通讯技术在新华Ican3.1DCS系统中的应用
置文件包括如下内容：
·377·
工控机205号配置Asdpu76号控制器为例，说明配
公用系统
控制器
XCU01XCU101
公用系统
控制器
XCU05XCU105
1号单元A（222.222.221.205）
205
1号单元B（222.222.222.205）
208
E1（222.222.226.X）
D1（222.222.225.X）
D2（222.222.225.X）
E2（222.222.226.X）
D3（222.222.225.X）
E3（222.222.226.X）
XCU06XCU106XCU08XCU108
XCU09XCU109
XCU10XCU110
脱硫公用
系统控制器
脱硫公用
系统控制器
循环水公用
系统控制器
循环水公用
系统控制器
图1公用系统网络配置
[Node]
Node=76
[DefAutoModified]
BasePort=3316
[IPAddress]
Net1=222.222.221.205
Net2=222.222.222.205
Mask1=255.255.255.0
Mask2=255.255.255.0
[IODefinition]
DEBUG=1
Alarm=yes
SetTime=yes
Operation=yes
BEGIN_NETAO
#1.0,0,10,1,162
……
#10.0,1755,10,1,287
END_NETAO
BEGIN_NETDO
#1.0,0,10,1,542
……
#10.0,2998,10,1,759
END_NETDO
BEGIN_NETAI
#200,66.171,10,1,1
#210,16.72,10,1,1
END_NETAI
BEGIN_NETDI
#200,15.625,10,1,1
#201,61.303,10,1,1
END_NETDI
END
配置文件中节点配置Node与控制器配对规则
一样，因DCS系统为Ican3.1版本，则节点号配置冗
余节点为节点号加100，该工程配置文件中Node号
为76和176；端口号BasePort应与外部系统端口号
一致，BasePort=3316；按设计规则配置A网IP为
222.222.221.205，B网IP为222.222.222.205，缺省值
为255.255.255.0；Alarm=yes表示报警可传递，no或
·378·
沈阳工程学院学报（自然科学版）
第14卷
缺省不传递；SetTime=yes表示该Asdpu参加校时，
no或缺省不校时；Operation=yes表示操作可传递，
no或缺省不传递，需注意同一级Asdpu间的互操作
P.B命令格式为：目的节点号为安装该Asdpu的
MMI站号，P.B改为A.D.P.B，A为目的ASDPU号，
D为目的Asdpu下被操作的DPU号，向下传递功能
的P.B命令格式为：目的节点号为目的Asdpu号，P.
B改为D.P.B，D为目的Asdpu下被操作的DPU号
[3]
。
上下网配置的段名必须严格按照以下格式和
次序，每个定义有如下5项：
1）本地起始点名或ID号，ID号前加#号，如果
本地是Ican系统，发送到外部的点的ID格式为
；
2）外部ID号，如果外部是Ican系统，接受到外
部点的ID格式为；
3）扫描周期（发送点）或超时时间（接收点）；
4）共享属性（1为共享，0为不共享）；
5）该项定义的点数n（从起始点开始的n个ID
号连续的点）
[4]
。
BEGIN_NETAO为发送到外部的模拟点定义
文件，BEGIN_NETDO为发送到外部的开关点定义
文件，BEGIN_NETAI为从外部接收的模拟点定义
文件，BEGIN_NETDI为从外部接收的开关点定义
文件。Asdpu通讯软件配置完成后，需在单元机组
Ican3.1系统配置中添加HMI测点，完成公用系统I/
O测点的添加，保存公用点目录，在文件下装目录
中将Hmi目录下文件下装到单元机
组工程师站和操作员站工控机完成单元机组工控
机对公用系统设备的操控。
2DCS系统与PLC系统通讯
该电厂锅炉磨煤机旋转清堵系统由三菱公司
Fx3ga-PLC控制，由于旋转清堵系统只能在设备
现场的电子屏幕实现操作和监控，无法在DCS系
统上实现对设备的操控，给设备正常监控带来诸多
不便，对磨煤机系统的经济性带来一定影响。
第三方PLC系统的实时数据可通过Ican3.1DCS
系统I/O驱动映射为虚拟XCU的I/O地址，可通过
Ican3.1DCS系统对旋转清堵系统I/O点实现逻辑组
态。虚拟XCU的I/O驱动方式可直接以主站方式
驱动标准的Modbus设备，实现DCS系统与第三方
系统的通讯，此项技术应用在Ican3.1DCS系统对磨
煤机旋转清堵PLC系统的监视和控制中，取得了良
好的效果
[5-6]
。
2.1Modbus通讯协议介绍
Modbus协议作为一种通用的工业标准，可将
不同厂商的控制器设备连接在一个工业网络中，实
现控制器的集中监控和管理。Modbus协议实现了
一个控制器访问其他控制器，回应来自外在控制器
的数据请求，并能够判断和记录错误信息。它制定
了内容的公共格式和消息域格局
[7]
。
在同一Modbus网络上通讯，此协议决定了每
个控制器需要知道它们的设备地址，按地址发来的
消息识别。在其它网络上，包含了Modbus协议的
消息转换为在此网络上使用的帧或包结构
[8]
。这种
转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路
径及错误检测的方法。此协议支持传统的RS-
232、RS-422、RS-485和以太网设备。PLC、DCS、智
能仪表等工控设备都在使用Modbus协议作为他们
之间的通信标准。
2.2通讯链路和串口服务器设置
运行中Ican3.1系统中的VXCU（虚拟控制器）
通过调用通讯接口程序，将磨煤机旋转清堵系统
PLC发送来（或发送到PLC）的数据经过MOXA-
NPort5630-8串口服务器转换映射为Ican3.1系统虚
拟的I/O模件。与PLC系统通讯的数据对应虚拟模
件上的I/O通道，通过Ican3.1系统的算法库实现对
通讯数据的处理，完成对就地设备的控制逻辑，从
而实现DCS系统与PLC系统的通讯
[9]
。Ican3.1系
统与Fx3ga-PLC系统通讯原理如图2所示。
第4期
杜之正，等：通讯技术在新华Ican3.1DCS系统中的应用
·379·
MOXA-NPort5630-8串口服务器
vxcu
port5
旋转清堵系统
虚拟I/O
Fx3ga--plc
AO
AI
模件
AO
AI
DO
DI
DO
DI
PLCI/O模件
图2Ican3.1DCS与Fx3ga-PLC通讯链路
该系统通讯硬件采用MOXA-NPort5630-8
串口服务器充当串行接口到以太网的通信网关，从
而实现以太网接口和串口的数据传输，完成网络IP
数据包和串行数据的数据转换。通过串口服务器
以太网接口连接至Ican3.1系统A网和B网交换机
处，实现网络数据共享，从而实现了DCS以太网与
多个第三方系统的数据交换。在串口服务器投运
之前，需对串口服务器参数进行设置，主要包括工
作模式、串行口的波特率、奇偶校验、数据位、停止
位、流量控制及网络口的IP地址、端口号等
[11]
。该
清堵系统接入串口服务器第五端口Port5，相应参
数定位为
IPaddress：222.222.221.221
Netmask：255.255.255.0
Bandrate：19200
Databits：8
Stopbits：1
Parity：None
FlowControl：RTS/CTS
Interface：RS-4852-wire
2.3配置文件
该系统在工控机Eng202号和Eng203号分别
开启VXCU70（70号虚拟控制器）和VXCU170，实
现虚拟控制器相互冗余。通讯软件系统配置由动
态链接文件和配置文组成。
配置文件定义了通讯接口参数以及外部数据与虚
拟模件IO通道的对应关系
[12]
。系统的配置文件为
［CONFIG］
communication_port1=TCP,222.222.221.221,
4001,31
communication_port1_Paterner=TCP,
222.222.222.221,4001
......
communication_port5=TCP,222.222.221.221,
4005,5
communication_port5_Paterner=TCP,
222.222.222.221,4005
［Port5_PLC1］
Slave_No=1
Station_No=5
PlateNum=2
Plate1_No=1
Plate2_No=2
Plate1_DI=1,0,8,20
Plate2_DO_oper1=8,8
……
［Port5_PLC5］
Slave_No=5
Station_No=5
PlateNum=2
Plate1_No=9
Plate2_No=10
Plate1_DI=1,0,8,20
Plate2_DO_oper1=8,8
配置文件中［CONFIG］采用ModbusASCII协
议通讯，则配置为ASCII、端口号、波特率、数据位、
有无校验、停止位、PLC数量、是否需要报文监视窗
口
[13]
。通讯口的第一个PLC通讯数据配置为该
PLC的Modbus从站地址，对应的虚拟I/O站数，该
PLC对应的虚拟模件数量，编号为i的模件地址，
Plate1_No=模件地址”与“Platei模件类型相对应，
前者指明模件地址，后者指定模件类型。因旋转清
堵系统属于基建后增加设备，VXCU70控制器配置
“
·380·
沈阳工程学院学报（自然科学版）
第14卷
文件中DRIVER1=modiplc,1,4,16并未考虑有5个
Port口加入控制器配置文件，现需修改为DRIV-
ER1=modiplc,1,5,16表示串口服务器有5个外接系
统配置在虚拟控制器文件中
[13]
。
Profibus-DP通信的方法［J］.化工自动化及仪表，
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实例［M］.北京：电子工业出版社，2004.
通过热控人员和设备厂家的调试，系统投运以
来，公用系统和单元机组通讯正常，单元侧DCS系
统成功实现了对公用设备的操控。磨煤机旋转清
堵系统与Ican3.1系统间通讯良好，DCS系统实现
了对磨煤机旋转清堵系统的操控。可见通讯技术
在电力生产中的应用，在一定程度上节约了设备和
运行的经济成本。
参考文献
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DUZhi-zheng
1
,DUJian-peng
2
（ngBranch,HuadianElectricPowerResearchInstituteCo.,Ltd.,Jinan250000,ShandongProvince;
ofNewEnergy,ShenyangInstituteofEngineering,Shenyang110136,LiaoningProvince）
Abstract：InviewoftheapplicationoftheIcan3.1DCSsystemdevelopedbyShanghaiXinhuaCompany
inonepowerplant,theDatacommunicationbetweentheutilitysystemandtheunitsystemand
communication
realizedthatthemanipulationoftwounitsatthesametimewiththecommunicationbetweenutilitysystem
andunitsystem,andthedatacommunicationbetweendifferentsystemswiththecommunicationbetween
iableapplicationofIcan3.1DCScommunication
technologycanreducetheconstructioncostandmaintenancecostofthesystemandprovidecertain
referenceforthesimilarprojects.
Keywords：utilitysystem;unitsystem;DCSsystem
（责任编辑魏静敏校对张凯）
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