引言

廣東某鉛鋅礦運轉(zhuǎn)工區(qū)的空氣壓縮機組是采礦生產(chǎn)中的關鍵設備，共有六臺進口的英格索蘭

centac

空氣壓縮機，它的運行穩(wěn)定與否直接關系到整個礦區(qū)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。

原上位機監(jiān)控軟件為英格索蘭的

cem2.52，由于其數(shù)據(jù)處理量大，數(shù)據(jù)更新速度慢；并且軟件必須運行在

windows95

英文版操作平臺上，操作人員很難看懂英文數(shù)據(jù)，軟件版本也無法升級；另外，上位機的報警功能失效，遠程操作與管理功能無法實現(xiàn)，造成操作人員無法及時發(fā)現(xiàn)問題，處理突發(fā)事件。為了解決上述存在的問題，提高生產(chǎn)自動化程度，決定對空氣壓縮機組原有的監(jiān)控系統(tǒng)進行改造?？刂葡到y(tǒng)間的通訊是改造過程中的難點，本文介紹了采用

modbus

通訊協(xié)議實現(xiàn)上述通訊的方法，采用力控組態(tài)軟件開發(fā)了空氣壓縮機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了空氣壓縮機組的智能化控制，使得空氣壓縮機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、可靠、精度高、維護方便，而且保證了礦區(qū)的安全生產(chǎn)，影下長大的，你說你有沒有躲在被窩里看書？”“沒有，有也沒有那么夸張具有直接的經(jīng)濟效益。modbus

通訊協(xié)議1．1

協(xié)議

modbus協(xié)議是由modicon為其控制器設計的一種可靠而有效的工業(yè)控制系統(tǒng)通信協(xié)議。從功能上看，可以認為是一種現(xiàn)場總線[1]。modbus協(xié)議定義了消息域格式和內(nèi)容的公共格式，使控制器能認識和使用消息結(jié)構(gòu)，而無需考慮通信網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，它描述了一個控制器訪問其它設備的過程。當采用

modbus

協(xié)議通信時，此協(xié)議規(guī)定每個控制器需要知道自己的設備地址，識別按地址發(fā)來的消息，如何響應來自其它設備的請求，如何偵測錯誤并記錄。其數(shù)據(jù)通訊采用主從方式，主機只能有

1

臺，每個從機都有指定的地址，地址范圍在

0～247

之間(其中

0

為廣播地址)，只有主機具有主動權(quán)，從機只能對主機發(fā)送的命令作出響應。當主機端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息(查詢)時，從機端接收到正確消息后就可以發(fā)送影下長大的，你說你有沒有躲在被窩里看書？”“沒有，有也沒有那么夸張數(shù)據(jù)到主機端以響應請求；主機端也可以直接發(fā)消息修改從機端的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)讀和寫。查詢回應周期

1。如果采用廣播方式(地址為

0)查詢，從機不作任何回應。1．2

信息塊格式modbus

通訊時主機發(fā)出的指令字符串的通常格式如表

1。從機地址：主機指明的接收命令的從機地址。

功能碼：功能碼決定本次通訊要求從機執(zhí)行的動作，功能碼占

1

個字節(jié)，modbus

可能的功能代碼范圍是十進制的

1～255。其中有些代碼適用于所有的控制器，有些是針對某種

modicon

控制器，有些是為用戶保留或備用。表

2

為

modbus協(xié)議規(guī)定的標準功能碼，某些設備的

modbus

協(xié)議只兼容其中的一部分功能碼，表中的功能碼為16

進制數(shù)。影下長大的，你說你有沒有躲在被窩里看書？”“沒有，有也沒有那么夸張

數(shù)據(jù)起始地址：通訊時讀出、寫入數(shù)據(jù)的起始地址。modbus

有多種批量數(shù)據(jù)操作功能碼，可同時讀出或?qū)懭攵鄠€具有連續(xù)地址的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)起始地址占用

2

個字節(jié)。

數(shù)據(jù)量：命令中進行讀出或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)數(shù)量，這些數(shù)據(jù)從起始地址開始連續(xù)地址排列，在對模擬量進行操作時，每個數(shù)據(jù)具有

2

字節(jié)；在對數(shù)字量進行操作時每

8

個數(shù)據(jù)為

1

個字節(jié)。數(shù)據(jù)量占用

2

個字節(jié)。1．3

數(shù)據(jù)格式

modbus

通訊協(xié)議規(guī)定了

2

種通訊方式。rtu(remote?terminal?unit)方式通訊采用

8

位字節(jié)的二進制數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)校驗采用

crc

循環(huán)冗余校驗，通訊速度較快；ascii

方式采用

7

位ascii

碼進行通訊，數(shù)據(jù)校驗采用

lrc

邏輯冗余校驗，通訊速率較慢。在一個通訊系統(tǒng)中，只能選用一種通訊方式，兩種方式不能并用。為了減少網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸量，在我們的應用系統(tǒng)中一般使影下長大的，你說你有沒有躲在被窩里看書？”“沒有，有也沒有那么夸張用

rtu

通訊方式。2

系統(tǒng)的硬件組成

下位監(jiān)控站采用六個英格索蘭單片機對六臺空氣壓縮機進行控制，包括對壓力、振動、溫度，油溫、油壓等參數(shù)的監(jiān)控，每個單片機外接一個通用通訊模塊，上位監(jiān)控站采用工控機，由于現(xiàn)場控制站與工控機相距

60m

左右，使用rs485/rs232?轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場控制站采用rs485

總線，工控機與轉(zhuǎn)換器之間采用

rs232

總線，這樣既解決了傳輸距離過遠而無法連接問題，也提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。其硬件組成modbus

通

訊

網(wǎng)

絡

2

所

示

。

軟

件

平

臺

采

用windowsxp，選用三維科技有限的力控組態(tài)軟件。3

力控的

i/o

驅(qū)動配置

在使用力控軟件進行組態(tài)時，i/o

設備驅(qū)動配置為：采用標準的

modbus，選

rtu

串行口通訊方式，按設備地址從

0106

匹配六臺現(xiàn)場控制機，數(shù)據(jù)更新周期為

500

毫秒，超時時間為

8

秒，使影下長大的，你說你有沒有躲在被窩里看書？”“沒有，有也沒有那么夸張用串口（rs232/422/485）通訊，1

端口設置與現(xiàn)場控制機的端口參數(shù)設置一樣為

9600.8.無.14

通訊過程

modbus

協(xié)議通訊時主機首先向從機發(fā)送通訊請求命令字符串，從機接收到命令字符串后，根據(jù)命令字符串中的命令碼向主機作出相應的回答，完成一次通訊，整個的網(wǎng)絡通訊都是由主機進行調(diào)度。下面舉例說明

04

和

05

功能碼實現(xiàn)模擬量數(shù)據(jù)讀取和遠程操作功能的通訊過程[2]。

例

1：假定主機要求讀取

01

從機的系統(tǒng)壓力數(shù)值時，主機將發(fā)送如表

3

所示的通訊請求命令字符串，在英格索蘭單片機中系統(tǒng)壓力數(shù)據(jù)起始地址為十六進制代碼

0bbe（modbus

協(xié)議規(guī)定通訊字符串中的地址比實際地址小

1），正常情況下從機回信字符串如表

4。

從機地址即01號機的設備地址，數(shù)據(jù)量0002表示存放系統(tǒng)壓力數(shù)值有兩個寄存器，該位占兩影下長大的，你說你有沒有躲在被窩里看書？”“沒有，有也沒有那么夸張個字節(jié)。

英格索蘭單片機是一個

32

位浮點數(shù)處理器，數(shù)據(jù)

42dcd4c6

經(jīng)過

ieee32

位浮點數(shù)轉(zhuǎn)換后得出系統(tǒng)壓力為

110.4156psi。

例

2：假定主機要求遠程啟動

01

從機，主機將發(fā)送如表

5

所示的通訊請求命令字符串，在英格索蘭單片機中遠程啟動數(shù)據(jù)起始地址為十六進制代碼

00e0，正常情況下從機回信字符串如表6。

從機回信的字符串與主機發(fā)送的通訊請求命令字符串應該是同樣的，數(shù)據(jù)

ff00

迫使

01

從機的遠程啟動繼電器線圈打開，數(shù)據(jù)

0000

迫使01

從機的遠程啟動繼電器線圈關閉。5

結(jié)束語

利用

modbus

協(xié)議實現(xiàn)了礦區(qū)空氣壓縮機監(jiān)