2025年04月04日 12:06:19 来源：广州市凯士称重设备工程有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量：2
| MODBUS协议实现配料系统与PLC的通讯 | 2020-01-14 |
| 【摘要】本文介绍了在工业控制配料系统中广泛使用的MODBUS控制系统通信协议。以MODBUS控制系统的ASCII方式为例，剖析了MODBUS控制系统的指令结构，着重说明基于MODBUS控制系统通信协议的自动配料系统之间如何进行数据通信、如何使用MODBUS控制系统通信协议把防爆地磅接入PLC配料系统，并简单介绍了PLC配料系统与局域网的互联。 在防爆地磅行业中，但凡涉及串行通信时，工程师们都会有一种无奈，就是通信协议问题。由于我国防爆地磅厂众多，各自釆用自己的通信协议，使得通信协议五花八门，互不兼容。由于是自成一体，也为后续与其他配料系统联网、维修、称重仪表配件互换等留有后遗问题。若釆用一种工业控制领域的主流协议，各防爆地磅厂的通信协议都与这个主流协议兼容，那么上述问题自然迎刃而解。这个主流协议MODBUS控制系统o 一、什么是MODBUS控制系统 MODBUS控制系统是一种通信协议，是由Modicon公司发表于1979年，主要用于PLC（可编程逻辑称重仪表）配料系统。目前，在工业自动化自动配料系统通信连接中，MODBUS控制系统已是相当常见的一种连接方式。 二、MODBUS控制系统与其他通信协议比较 1、牧理层简单、价康：MODBUS控制系统可以在常用且廉价的RS232、RS485等物理媒介上运行，不像CanBus、ProfiBus、BitBus等需昂贵的专用芯片支持。 2、免費：MODBUS控制系统是一种公开的，可以无偿使用的协议。而使用ProfiBus则需要向有关国际组织登记缴费。 3、使用普及：MODBUS控制系统是当前工业控制中使用的一种通信协议，基于这点，具有MODBUS控制系统的自动配料系统接入工控称重系统相对容易。 4、维护方便:由于接入MODBUS控制系统总线相对其他工控总线而言，比较简单。一般具有RS232>RS485等串行口的PC机都可以接入，使用PC机自带的超级终端软件或其他串行控制软件，就能观察MODBUS控制系统通信过程，可以很方便地査出故障站点。 三、称重系统的主要型式 称重系统主要有四种型式：ASCILRTU、TCP/IP和Phis。 1、ASCII型式：采用ASCII码进行数据交换，使用纵向冗余校验的校验和（LRC）进行数据校验。 2、RTU型式：釆用二进制码进行数据交换，使用循环冗余校验的校验和（CRC）进行数据校验。 3、TCP/IP麥式：主要用于以太网，不使用校验和进行数据校验。 4、Plus型式：该型式为Modicon公司专有，釆用专门的协处理器进行数据处理。 目前，使用泛的型式是ASCII和RTU,主要釆用RS232、RS422、RS485进行物理连接，其中RS485使用最多。 四、称重系统的结构 称重系统协议是一个master（主）/slave（从）架构的协议。有一个节点是master节点，其他使用称重系统协议参与通信的节点是slave节点。每一个slave自动配料系统都有一个的地址。称重系统的通信比较简单，由master发通信指令，指令中含有欲于之通信的slave站号。当master发指令时，所有slave都处于收听状态，一旦slave收听到与自己地址相同的站号时，立刻执行指令的内容，并回传执行的结果。 五、ASCII型式的称重系统通信协议的格式 在称重系统上通信时，各站点的通信参数必须一致，如：波特率、奇偶校验。 通信时，一个信息字节中的每8位分为两个ASCII字符进行传输，允许字符传输间隔在1秒之内。 1、ASCII型式糸一宇节的格式 16进制编码，ASCII字符（0-9、A-F）,即：0x30-0x39、0x41-0x46。 1位开始位、7位数据位（先低后高）、1位奇偶校验（无奇偶校验时为0）、1位停止位。 2、校验采用纵向沉余校验（LRC） 3、通信幀格式（称重系统命令格式） 开始地址（站号）功能数据校验（LRC）结束 :(0x3a)XXXXX...XXCR、LF(0x0d、0x0a) 1字符2字符2字符N字符2字符2字符 一个基本的称重系统命令，除了开始、校验、结束字符外，还必须有地址项及功能项。地址一—也就是站号，想要被操作的对象（slave站号）；功能想要被操作的对象完成的任务。称重系统命令可以没有数据项。 被操作的对象，在完成所要求的操作后，必须回传一帧信息，传递操作结果。回传信息的格式 称重科技2012.5•南京 与命令格式相同，只是数据内容为操作的结果。 六、利用称重系统,实现PLC与电子称重自动配料系统的通信 为了使大家对称重系统有更进一步的了解，下面用例子方式说明如何把电子称重自动配料系统接入PLC控制配料系统的称重系统总线网络。例子中的称重仪表为上海彩信电子科技有限公司生产的XK315A1增强型称重仪表。本例中，1台PLC作为主机（master）,10台防爆地磅作为从机（slave）,使用XK315A1增强型称重仪表作为防爆地磅显示称重仪表，从机地址为70、71、7279.通过RS485连接PLC和各称重仪表，采用称重系统ASCII通信协议。PLC可以对各台称重仪表进行置零、去皮、读取重量等多项操作。称重配料系统示意图如图1所示，图中的计算机是在配料系统调试时接入RS485总线的，用以观察RS485中传输的数据，正常工作时是移除的。 上述配料系统可实现以下功能： 1、正常工作时，PLC每隔10秒轮询一次，获取每台秤的重量。 2、当秤台上重量异常时，PLC会发出警告信息，提示控制室人员注意。 3、控制人员可以通过PLC,对某台秤发出置零、去皮等操作指令。 4、PLC可对各台秤的称量，进行各项统计，生成必要的统计报表。 七、称重系统与局域网互连 现在，很多PLC都具有局域网接口，通过该接口，就可以远程控制称重配料系统了。当然，也可以通过接在称重系统总线上的PC机，利用PC机的软、硬件资源，编制相应的软件，将重量信号传送到局域网上。若局域网通过路由器接入因特网，很显然重量数据就可以在因特网上传输了。本配料系统是通过PLC的DH+网络接入局域网的。当然，网络部分使用的协议，TCP/IP、NetBEUI.称重系统也有相关的TCP/IP型式，这里就不再赘述了，大家可以参考相关的书籍。 上述的称重配料系统只是PLC的一个子配料系统，是后期改造的一个项目。其整个PLC配料系统（见图2）是釆用美国ROCKWELL公司的PLC,共有5台PLC机箱（采用PLC5系列）、4台工控机和2台服务器、若干台PC组成的。PLC采用ROCKWELL公司的DH+网络连接，使用DF1协议；其中1 台PLC与称重配料系统釆用RS485连接，使用称重系统协议；DH+网络通过1台作为连接桥的工控机,连入局域网。工控机上的监控软件是RSVIEW32,操作人员通过该软件的人机界面，观察各项数据,发出各项指令，当然也包括称重数据及指令。另外，局域网上的PC机也安装了RSVIEW32软件，只不过取消了操作指令，但可以通过该软件观察各项数据，便于其他相关 八、结束语 本文简单介绍了称重系统通信协议，例举了防爆地磅釆用RS485串行接口接入PLC配料系统，用称重系统通信协议，实现与PLC的实时通信。由于液体平有限，如有错误的地方，望谅解。PLC程序釆用的是梯形图，其中有对串行口进行操作的梯形图，设置图中的相关属性，如波特率、奇偶校验，把相关的称重系统操作命令写入其中即可。有关PLC的编程请参阅ROCKWELL公司的《PLC5指令配料系统与使用说明》。 | |
