Modbus RTU通訊協(xié)議在流漿箱控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

4 上位機(jī)與PLC通訊的具體實(shí)現(xiàn)

　　作為Modbus主機(jī)的上位機(jī)通過Modbus通信協(xié)議可以訪問從機(jī)ABB AC31 50系列PLC里所有類型的輸入、輸出、內(nèi)部及常量數(shù)據(jù)。但是為使上位機(jī)更高效地讀取PLC中的數(shù)據(jù)，需要將要讀取的數(shù)據(jù)合理安排，這里我們將上位機(jī)需要訪問的所有輸入、輸出、內(nèi)部字或位數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換都在PLC中以一定順序按地址連續(xù)地存放在內(nèi)部字存儲(chǔ)區(qū)中，以便上位機(jī)每次只用一條讀請(qǐng)求命令讀取此塊內(nèi)部字存儲(chǔ)區(qū)，即可獲取所需的全部PLC數(shù)據(jù)。這樣可以顯著的提高通訊效率，同時(shí)簡化上位機(jī)程序。我們將讀請(qǐng)求命令存在 QueryData數(shù)組中，如下：
　　Dim QueryData（1 to 8）As Byte
　　QueryData（1） = （H1） ‘PLC地址為1
　　QueryData（2） = （H3） ‘功能碼為3，讀取n個(gè)數(shù)據(jù)
　　QueryData（3） = （H2E） ‘?dāng)?shù)據(jù)地址為2E60
　　QueryData（4） = （H60）
　　QueryData（5） = （H0） ‘?dāng)?shù)據(jù)個(gè)數(shù)為81個(gè)
　　QueryData（6） = （H51）
　　QueryData（7） = （H8D） ‘校驗(yàn)碼
　　QueryData（8） = （H0）

　　將QueryData數(shù)組通過MSComm控件發(fā)送給PLC,這樣PLC就會(huì)將其所需的全部數(shù)據(jù)（從PLC地址2E60開始到2EB0結(jié)束的81個(gè)地址連續(xù)的數(shù)據(jù)）一次返回給上位機(jī)。

　　由于Modbus協(xié)議采用主從應(yīng)答方式,即上位機(jī)程序中需要定時(shí)或循環(huán)發(fā)送讀取PLC數(shù)據(jù)的讀寫請(qǐng)求命令，而PLC對(duì)收到的每一條請(qǐng)求命令按協(xié)議規(guī)則進(jìn)行回應(yīng)。如此一應(yīng)一答循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制命令的發(fā)送。同時(shí)為了避免讀寫沖突，要控制每兩條請(qǐng)求命令發(fā)送的時(shí)間間隔。下面這段程序簡單的說明了讀、寫命令發(fā)送是如何控制的：
　　While （1）
　　DoEvents
　　If bNeedToWriteNewData Then
　　‘寫命令
　　MSComm1.Output =SetData
　　TimeDelay （100） ‘延時(shí)100毫秒
　　ReceiveData = MSComm1.Input
　　bNeedSendNewData = False
　　Else
　　‘讀命令
　　MSComm1.Output = QueryData
　　TimeDelay （100） ‘延時(shí)100毫秒
　　ReceiveData = MSComm1.Input
　　buf = ReceiveData
　　‘處理、轉(zhuǎn)換
　　Call PrecessPLCData（buf）
　　End If
　　Wend

　　實(shí)際應(yīng)用中采用定時(shí)讀寫的方式，流程如圖2所示。上位機(jī)將處理、轉(zhuǎn)換過的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并以動(dòng)態(tài)趨勢和歷史趨勢的形式顯示出來，同時(shí)提供報(bào)警指示。所有關(guān)鍵參數(shù)都要獲得相應(yīng)權(quán)限后方可從上位機(jī)寫入PLC。

　　上位機(jī)使用Windows2000操作系統(tǒng)，監(jiān)控程序用VB6.0編寫，這樣可以保證上位機(jī)穩(wěn)定的運(yùn)行，監(jiān)控程序通過串口從 ABB AC31 PLC可獲得各現(xiàn)場過程值和參數(shù)，也可隨時(shí)根據(jù)工藝要求對(duì)PLC中的參數(shù)進(jìn)行更改設(shè)置，從而對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)施有效控制，在更改車速時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更改總壓設(shè)定值，使?jié){網(wǎng)速比滿足條件。同時(shí)對(duì)各種可能出現(xiàn)的故障給出了在線幫助和排查方法，極大的方便了操作工的使用和維護(hù)。

5 總結(jié)

　　本控制系統(tǒng)在某紙廠五萬噸生產(chǎn)線中已成功使用，現(xiàn)場運(yùn)行穩(wěn)定，壓力、液位曲線非常平穩(wěn)，控制效果和通訊速度方面令人滿意，已順利通過驗(yàn)收，也為抄造高品質(zhì)的紙張?zhí)峁┝擞辛Φ谋Ｕ?。Modbus通訊協(xié)議以其格式簡單、編程容易、傳輸距離遠(yuǎn)、通訊可靠、通訊速率高、設(shè)備間連接成本低等優(yōu)點(diǎn)使得它將能得到更廣泛的應(yīng)用。