Modbus 通信协议在分布式控制系统中的应用

时间:2012-06-09来源:网络

  2.2 网络构成及硬件介绍

  网络采用RS485串行接口,通信媒体由4芯屏蔽电缆连接主从设备,传输距离最大达1.5Km,全双工,串口设定波特率19200,8位数据位、偶校验、1位停止位。DCS通信部分采用横河型号为ALR121的通信模块,并配套横河提供的Modbus通信软件包,该通信模块最大通信数据容量4000字。PLC通信部分则采用Omron的C200H-ASCII 21可编程特殊单元模块(以下简称ASCII模块),该模块支持BASIC语言编程,内有200K字节的程序存储区,配备RS232、RS485通信串口各一个。通过对该模块的编程,可实现与外围设备的各种通信。本系统通过ASCII模块与DCS基于Modbus协议的通信,将DCS的读、写指令及数据做相应转换,并与PLC的CPU单元进行数据存取交换,以实现上下位机控制信息的实时传输。如图四所示。


三、软件实现

  1、 建立地址分配、对应表

  DCS人机监控界面(HMI)上面向现场仪表的图形符号对象的监控,需通过DCS I/O物理地址对现场仪表信号的采集来实现。DCS对现场电气执行、检测机构的监控,则是由DCS通信I/O地址与PLC I/O物理地址一一对应完成的。为此,在编程前,需建立一张DCS通信I/O地址与PLC I/O地址的分配、对应表。由于PLC逻辑控制编程需要,不便直接将PLC I/O物理地址与DCS通信I/O地址对应,故采取了间接地址的方式。具体设计采用PLC的数据存储区DM区作为间接地址区,与DCS通信I/O区建立联系,再将DM区与PLC I/O区相对应。如将DCS的%WB000101位通信I/O地址与D0000.00位地址对应,D0000.00再对照PLC的I0000.00位物理输入点,就能将现场电气执行机构的运行状态反馈到HMI上。按照这种方法就建立了一张上下位机地址分配、对应表,因篇幅所限,该表略。

  2、程序设计

  ASCII模块支持BASIC语言编程,此外,又附加了多条系统及函数指令,如接收、发送缓冲区操作指令、信息传输差错控制CRC、LRC校验函数指令和与CPU单元数据交换的读写指令等。编程使用WINDOWS操作系统上附带的Hyperterminal(超级终端)软件,通过此软件,PC机可与连接在网络上的其它PC机或串口终端设备进行文本文件的传输及显示。编程时,将PC机串口与ASCII模块的RS232串口连接,运行该软件,就能在其界面上对ASCII模块进行程序编写、上传、下载和调试等工作。也可先通过WINDOWS系统的写字板编写程序,并保存为文本格式,然后再通过Hyperterminal将程序下载到ASCII模块。通信程序的主工作流程见图五。


  部分程序代码如下:

  OPTION BASE 0 //定义数组

  DIM R(128),FC(128)

  R(48)=0:R(49)=1:R(50)=2:R(51)=3:R(52)=4:R(53)=5:R(54)=6:R(55)=7:R(56)=8

  R(57)=9:R(65)=h0a:R(66)=h0b:R(67)=h0c:R(68)=h0d:R(69)=h0e:R(70)=h0f

  R(97)=h0a:R(98)=h0b:R(99)=h0c:R(100)=h0d:R(101)=h0e:R(102)=h0f

  OPEN #2,"COMU:19200,8,E,1" //设定串口参数

  A%=LOC(2) //判断接收缓冲区字符

  IF A%=8 THEN

  REX$=INPUT$(A%,#2)

  ……….

  ENDIF

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关键词: Modbus协议 通信网络 串口通讯 可编程控制器

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