DCS与第三方设备通信基础与调试指导Word文档下载推荐.docx
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阻值（Ω）
接线方式
RS-232
1
20
20K
--
与DB头针（孔）数有关
RS-422
10
1219（在100kbps速率以下）
10M（在100米以下）
最远端（在300米以下不接）
100
四线、地线
RS-485
32
两端（在300米以下不接）
120
二线/四线、地线
注：
通常串口通讯速率选择9600bps，8位数据位，1位停止位。
（2）串口扩展方法
Ⅰ.串口转换器：
实现RS-232与RS-485的转换、RS-232与RS-422的转换。
Ⅱ.串口数扩充：
选用多串口卡，目前工程常用MOXA公司的多串口卡，选卡遵循下列原则：
a.与通讯站总线（插槽）类型相同
b.支持通讯站的操作系统
c.如果选RS485接口则选择具有内置数据流向自动控制（ADDC）功能的多串口卡
d.如果选RS485/422接口且距离超过300米则选择内置终端电阻的多串口卡
f.最好选用带光电隔离、浪涌保护功能的多串口卡。
（3）基本接线方法
Ⅰ.RS232接线
a．原则：
接收数据针脚（或线）与发送数据针脚（或线）相连，彼此交叉，信号地对应相接。
b．RS-232C的DB9和DB25的常用信号脚说明
9针串口（DB9）
25针串口（DB25）
针号
功能说明
缩写
数据载波检测
DCD
8
2
接收数据
RXD
3
发送数据
TXD
4
数据终端准备
DTR
5
信号地
GND
7
6
数据设备准备好
DSR
数据准备好
请求发送
RTS
清除发送
CTS
9
振铃指示
DELL
22
c．两个标准串口通讯线连接方法：
9针－9针
9头－9针
25针－25针
9针－25针
1、4、6短接
6、8、20短接
7、8短接
4、5短接
Ⅱ.RS422接线
正（B）接正，负（A）接负，发送脚接接收脚，接收脚接发送脚，信号地对应相接。
b．两个标准串口通讯线连接方法：
四线制接法
TxD（+）----RxD（+）
TxD（-）----RxD（-）
RxD（+）----TxD（+）
RxD（-）----TxD（-）
GND----GND
Ⅲ.RS485接线
正（B）接正（B），负（A）接负（A），信号地对应相接。
二线制接法：
A（-）----A（-）
B（+）----B（+）
四线制接法：
同RS422接线。
如遇串口接线特殊说明（如MOXA卡）应遵守特殊说明接线！
（4）调试中需注意的几点
Ⅰ.不同编码机制不能混接，如RS232C不能直接与RS422或者接口相连，市面上有专门的各种转换器卖，必须通过转换器才能连接；
Ⅱ.线路焊接要牢固，不然程序没问题，却因为接线问题误事；
Ⅲ.串口调试时，准备一个好用的调试工具，如串口调试助手、串口精灵等，有事半功倍之效果；
Ⅳ.强烈建议不要带电插拨串口，插拨时至少有一端是断电的，否则串口易损坏。
1.4.2.以太网
局域网中的通讯介质主要有同轴电缆、双绞线和光纤等。
同轴电缆有粗电缆和细电缆两种，在局域网中每段粗、细电缆标准传输距离分别为500m和185m，超过规定标准传输距离的局域网，需加中继器才能正常运行，而且最多允许使用4个中继器。
双绞线有UTP（无屏蔽双绞线）和STP（屏蔽双绞线）两种。
无屏蔽双绞线的长度一般不超过100m。
传输数据速率可达到100Mbps。
光纤技术依赖于光波的特性，不受电子或电磁干扰的影响。
而且光传递允许几乎无限的带宽，可达200Gbps。
（1）常用协议
a.TCP方式（如ModbusTCP）
b.UDP方式（向Mis传送UDP包）
c.OPC方式
d.DDE方式
（2）接线
通讯线（网线）是8芯双绞线
a.计算机－计算机、HUB－HUB
1――3
2――6
3――1
4――4
5――5
6――2
7――7
8――8
b.计算机－HUB
1――1
2――2
3――3
6――6
（3）配置
a.确定客户端或服务器
b.IP地址
c.端口号
2.通讯方案
2.1.通讯分类
2.1.1.DCS采集、控制第三方设备
大多采用串口通信，一对一或一对多连接，RS232只能一对一连接，RS485才能实现一对多连接。
2.1.2.DCS采集、监视第三方系统数据
采用串口或以太网，采用串口可隔离计算机病毒。
2.1.3.DCS将实时数据传送给MIS网
大多采用UDP，ODBC和OPC等以太网通信方式，也可采用串口隔离计算机病毒。
2.2.通讯需求
为了满足工程项目中的通信要求，便于工程中通信设备配置，更有利于通信模块的设计、开发、调试，在签订技术协议合同时不能只是表明：
DCS系统与XX设备（或系统）通信，而必须包含具有下列实质性的内容。
2.2.1.用户的通信功能需求
通信功能有数据采集、命令控制、定值设定、校时等，用户实际需要可选择其中的一种
或几种功能；
同时必须表明对采集的数据需要达到哪些功能（如显示、累计、查询等）。
原则上建议在通信中不进行命令控制。
2.2.2.明确设备配置情况
明确的通信设备或系统，以及设备台数、DCS与设备的通信线路距离根据这些信息就能确定通信站的配置。
2.2.3.明确设备的通信功能
该信息是满足用户功能需求的基础，如果用户的功能需求与设备本身具备的功能有冲突则必须调整。
2.2.4.明确通讯协议
通用的通信协议有：
MODBUS协议，循环式远动通信规约（CDTDL451-91），DNP3.0、
IEC60870-5-101、IEC60870-5-102、IEC60870-5-103等。
有许多设备的通信协议是设备厂家自定义的，尽管其编写风格各有不同，但其内容必须
有如下内容：
通信方式：
是串口RS232/RS485/RS422、以太网等其中的一种，指通信硬件链路的接口。
如为串口，则必须有通信波特率、奇偶校验方式、数据位、停止位的定义。
2.2.5.通信信息表
建议在技术联络会上讨论工程通信问题时，不妨采用下表记录通信相关信息：
DCS系统
名称：
版本：
第三方设备/系统
名称/型号
数量
技术支持
通讯资料
内容状态
清晰明确
不确定
通讯协议
（必须有附件或具体的通用通信协议名称）
数据点表
（必须有附件，可在通信调试前给出）
功能需求
功能种类
模拟量
开关量
事故报告（SOE）
采集数据
控制命令
设置定值
校时
通讯方式
串口
距离
类型
0-15米
15-800米
800米以上
RS232
RS485
RS422
以太网
技术
DCS端
TCP或UDP
OPC或DDE
ODBC
服务器
客户端
特殊需求
2.3.通讯方案设计
2.3.1.通讯站配置原则
满足下列条件之一，原则上单独配置通讯站
⑴设备种类超过4种，每种设备只需占一个串口
⑵某一种可编址设备超过60台
⑶数据采集总数超过400点
⑷某种设备数据需在两个或多个工程中使用
2.3.2.通讯方式选择
（1）根据设备数量选择
通信方式总数（台）
直接连接
通过HUB连接（配置以太网卡）
2－20
增加RS232转RS485
连成一个RS485网
连成一个RS422网
20－若干
不采用
分连多个RS485网
分连多个RS422网
一个RS485（RS422）网只占用一个串口，多台设备间并联，连在一个RS485（RS422）网的每台设备都有且仅有唯一的设备地址。
通常一个RS485端口上挂接15台（理论上为32台）设备，如果多于20台则考虑采用多个RS485端口。
（2）根据通信距离选择
通信距离是指第三方设备（系统）到通信站的线路距离，根据通信距离选择通信方式，基本如下：
通信方式距离（米）
1－15
15－1000
增加RS232转RS485硬件
1000及以上
增加串口RS232转光纤硬件
增加串口RS485转光纤硬件
增加串口RS422转光纤硬件
以串口RS232通讯时，通讯距离超过在15－1000米则需采用RS232转RS422或RS485转接头，采用RS422或RS485通讯线延长距离；
通讯距离超过1000米时采用RS232转光纤的转接器，采用光纤延长通讯距离
（3）通信线选择
通信方式
线型
四芯屏蔽双绞线
三芯
五芯
8芯双绞线
8芯
2.3.3.MOXA卡的选型
目前DELL机自带一个RS232口，如果一台通信站需与两种或两种以上的串口设备通信，则必须进行串口扩展，串口扩展可利用MOXA卡或MOXANprot实现。
MOXA卡选型建议：
型号
性能
通信需求
MOXACP-114IS
4端口，RS-232/485/422跳线设置，ADDC功能，PCI（32bit）
●4个串口RS-485/422
●4个串口RS-232
●2个串口RS-485/422、2个串口RS-232
MOXACP-132IS
2端口，RS-485/422跳线设置，ADDC功能，PCI（32bit）
2个串口RS-485/422
MOXACI-134IS
4端口，RS-485/422
ADDC功能，ISA（16bit）
4个串口RS-485/422
MOXACI-132IS
2端口，RS-485/422
以上型号都有光电隔离保护（I）和浪涌保护（S）功能，且内置了120欧终端电阻。
光电隔离保护：
防止通讯两端的串口间的大电流损坏串口。
浪用保护：
吸收由突发的剧烈脉冲电波所产生的巨大能量，保护通讯线路和串口。
2.3.4.通信模块选择
可从现有通信接口表中选择，详见：
IAD工程系统与第三方设备通讯选型参考_变更041116.xls
3.通讯调试
3.1.调试步骤
3.1.1.MOXA卡安装
（1）卡件安装
详细参照随卡的User’sManual的HardwareInstallation部分，注意先根据需要跳线；
（2）驱动安装
具体安装详见随卡带的“User’sManual”的SoftwareInstallation部分，在NT下安装和在Windows2000下安装略有差别。
Ⅰ、WindowsNT
控制面板－>
网络－>
适配器—>
添加—>
从磁盘安装
Ⅱ、Windows2000
控制面版—>
添加/删除硬件—>
检测新硬件－>
选择多串口卡，详细步骤见；
MOXA卡在Windows2000系统的安装方法
（3）MOXA卡检测
●默认的串口编号从3开始，如一托四的MOXA卡，其端口1—4分别对应串口编号为COM3—COM6，详见下表。
PC机串口编号规则
串口设备
系统中端口名称
端口组态中端口号
PC机自带串口1
COM1
PC机自带串口2
COM2
多串口设备端口1
COM3
多串口设备端口2
COM4
多串口设备端口3
COM5
多串口设备端口4
COM6
……
●用串口通信线将MOXA卡的两个端口连接，测试串口是否正确收发数据。
Ⅰ、利用MOSXA公司提供的PCOMM工具：
PcommDiagnostic和PcommMonitor[WinNTOnly]
Ⅱ、利用串口测试工具：
commix.exe、数据发送接收程序.exe等。
3.1.2.通讯线连接
连接通讯线时应避免两边的接头虚焊，管脚接反和接错位等问题。
RS485网络连接示例：
3.1.3.通道测试
（1）用万用表检查高低电平跳变
（2）通道两端分别运行串口调试助手，看互发数据时，接收是否正常
3.1.4.通讯组态
应注意几点：
（1）详细参照使用说明书进行配置；
（2）串口号设置正确，波特率等通讯参数要与设备方一致；
（3）正确设置设备地址，与物理设备的地址一致，若物理设备有多台，则地址不能有重复，且最好连续；
（4）配数据库标签地址和数据库点时，应按照设备方提供的数据通道表将每个通道数据与数据库标签名或者标签地址正确对应；
3.1.5.运行模块
根据相关模块的使用说明书，查看运行状况，若通讯正常，则还要进一步校对数据；
若异常请及时、主动与通信开发人员联系。
3.1.6.通讯资料备份
备份的内容应包括实现通信功能的所有相关文件（如：
通信站组态备份文件、通信模块配置文件、通信执行所用的文件、数据通道表）。
通信备份应提交给相关的通信开发人员。
3.2.常见问题
3.2.1.设备响应超时
现象为SmartPro系统操作员站画面显示”#COM”或者数据保持为0不变，解决方法：
（1）检查通讯通道
a.检查摩沙卡安装是否正常；
b.通讯线接法是否错误；
c.两边的接头虚焊或正负接反或管脚接错位；
d.两端分别运行串口调试助手，看互发数据时，接受是否正常；
e.借助于测试工具，如Modbus主站测试工具；
f.若所挂设备较多或距离较远，尝试接终端匹配电阻；
g.有些厂家设备对通讯线或者转接头有特殊要求，应注意。
（2）检查配置文件
仔细检查配置文件中下列参数是否设置正确：
a.串口号；
b.波特率等串口通讯参数是否与设备要求一致；
c.设备地址是否与物理设备的地址设置一致。
d.配置文件中通信点配置与页面显示的变量名是否一致。
3.2.2.DCS数据不刷新
可能的原因有：
（1）服务器参数设置有误；
（2）通讯站到服务器网络不通；
（3）配置文件中各类点个数与设备实际上传点个数不一致；
（4）DCS服务器软件版本太低。
3.2.3.数据跳变
配置文件（或组态）中设备地址、标签名或标签地址设置有重复。
3.2.4.数据与设备显示不一致
（1）量程转换有误；
（2）配置文件DCS点名配置有误；
（3）设备厂家提供的数据通道表有误。
3.2.5.数据刷新缓慢
可能的原因有
a.对方数据报文不规范或错误而丢弃；
b.轮询周期设置太长；
c.通讯波特率太低；
d.设备响应速度慢。
3.3.通讯测试工具
3.3.1.通用串口通讯测试工具
这类工具有多种，通称为串口精灵，或者串口调试助手，利用串口精灵可发送和接收数据，从而可测试出串口及通信线的故障。
串口调试助手AFX数据发送接收程序
串口测试工具（AFX）应用
3.3.2.MODBUS主站、子站模拟器
可测试Modbus子站设备的通讯功能，检查与子站的通讯故障。
ModScan32（模拟MODBUS主站）ModSim32（模拟MODBUS子站）
模拟MODBUS主站模块运行帮助
3.3.3.模拟CDT主站
可测试CDT子站的通讯功能，检查与子站的通讯故障。
cdt测试工具
3.3.4.端口精灵Wizport
可以模拟UDP数据包的发送或者接收。
Wizport
3.3.5.串口监视工具portmon
可以监视串口接收和发送的数据报文。
portmon
3.4.典型模块调试
3.4.1.MODBUS主站EXE通讯模块
smartpro标准MODBUS主站使用说明书
3.4.2.CDT主站DLL通讯模块
SmartPro系统CDT主站DLL模块使用说明书
SmartPro与南自保护设备CDT通讯说明（带报文解析）
附录
A.MODBUS设备数据通道表示例
模拟量表：
序号
数据名称
功能码
数据寄存器地址
数据类型
A相电流
03/04
40001/30001
有符号短整型
B相电流
40002/30002
无符号短整型
C相电流
40003/30003
…
N
开关量表：
断路器状态
02/01
10001/0001
过流保护动作
10002/0002
….
10003/0003
..
B.CDT规约数据通道表示例
遥测A帧上传的数据表（重要遥测量信息字定义）
信息字遥测量1
信息字遥测量2
0x06
合闸母线电压
控制母线电压
0x07
负载总电流
（保留0x8000）
遥测B帧上传的数据表（次要遥测量信息字定义）
0x01
电池组1电压
电池组1电流
0x02
0x03
交流输入UV线电压
交流输入VW线电压
0x04
交流输入WU线电压
电池房温度
遥测C帧上传的数据表（一般遥测量信息字定义）
第1个充电模块的输出电压
第1个充电模块的输出电流
第1个充电模块的限流点
第2个充电模块的输出电压
第2个充电模块的输出电流
第2个充电模块的限流点
...
0x17
第12个充电模块的输出电压
第12个充电模块的输出电流
0x18
第12个充电模块的限流点
D1帧上传的数据表（遥信量的信息字定义）
位号
信息字定义（功能码：
0xF0）
B0
系统控制方式（0：
自动，1：
手动）
B1
电池充电状态（0：
均充，1：
浮充）
B2
保留
B3
直流绝缘告警（0：
正常，1：
告警）
B4
电池单体告警（0：
B5~B14
B15
绝缘监测仪工作故障（0：
故障）
B16
电池监测仪1通讯中断（0：
升级会员 