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　消息，Modbus協(xié)議建立了主機(jī)發(fā)出查詢請(qǐng)求的格式：包括從機(jī)地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)；從機(jī)響應(yīng)消息的格式為從機(jī)地址，功能碼，數(shù)據(jù)，校驗(yàn)；如果發(fā)生錯(cuò)誤；從機(jī)將返回一條出錯(cuò)消息。一般來(lái)說(shuō)。通訊數(shù)量少且要以文本為主的通訊采用Modbus ASCII規(guī)約，通訊數(shù)量大且是二進(jìn)制數(shù)值時(shí)則采用Modbus RTU模式通訊。消息中的每個(gè)字節(jié)包含兩個(gè)十六進(jìn)制數(shù)，本系統(tǒng)中Tps系統(tǒng)采用的是Modbus RTU規(guī)約，一條Modbus 網(wǎng)絡(luò)中可以容納16個(gè)節(jié)點(diǎn)，但只允許在一個(gè)主設(shè)備即DCS控制器.

　　2.2 Modbus 通信傳輸

　　有兩種傳輸方式：一種是ASCⅡ模式：當(dāng)控制器設(shè)為在Modbus網(wǎng)絡(luò)上以ASCII美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼）模式通信，在消息中的每個(gè)8Bit字節(jié)都作為兩個(gè)ASCII字符發(fā)送。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是字符發(fā)送的時(shí)間間隔可達(dá)到1秒而不產(chǎn)生錯(cuò)誤.

　　另一種是RTU模式:當(dāng)控制器設(shè)為在Modbus網(wǎng)絡(luò)上以RTU（遠(yuǎn)程終端單元）模式通信，在消息中的每個(gè)8Bit字節(jié)包含兩個(gè)4Bit的十六進(jìn)制字符。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數(shù)據(jù)。

　　2.3 TPS系統(tǒng)SI FTA

　　TPS系統(tǒng)SI卡的FTA有兩種，Moudbus SI FTA的串行接口支持Moudbus的RTU協(xié)議，使用的通信

　　方式是ELA-232D或者EIA-422．485D，同時(shí)也支持PLC的多分支網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。SI與子系統(tǒng)進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)通訊，子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可被采集到APM和HPM中，這些數(shù)據(jù)可以直接用于數(shù)據(jù)采集或者用于控制策略中。

　　2.4 通信接口

　　標(biāo)準(zhǔn)的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)。控制器能直接或經(jīng)由Modem組網(wǎng)。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)都有開(kāi)放的硬件接口和通信協(xié)議，具有良好的兼容性。TPS系統(tǒng)提供SI串行接口卡，帶有1個(gè)RS一232接口和1個(gè)RS一485／422接口，現(xiàn)采用RS一485口。該串行口可接l5臺(tái)子系統(tǒng)，通信距離可達(dá)1200m。西門子PLC系統(tǒng)提供通信卡CP341一RS422／485，可進(jìn)行串行口數(shù)據(jù)的收發(fā)。

　　3 硬件方案的實(shí)施

　　3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

　　由于在我公司使用的DCS系統(tǒng)中，以TPS的系統(tǒng)居多，在PLC方面以S7-300為例，所以本系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：2臺(tái)GUS操作站互為備用；1臺(tái)NIM負(fù)責(zé)GUS和過(guò)程控制器HPM通信；1臺(tái)HM為歷史模件。過(guò)程控制級(jí)由1套HPM及幾套PLC組成。1個(gè)PLC主要負(fù)責(zé)1個(gè)包單元，HPM負(fù)責(zé)其它所有模擬數(shù)字點(diǎn)的檢測(cè)和控制。TPS系統(tǒng)和西門子PLC系統(tǒng)由SI卡連接，通過(guò)RS一485口進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這樣主控就能更加準(zhǔn)確的了解裝置的運(yùn)行情況，尤其是對(duì)包單元設(shè)備的了解。并能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制.在此由4個(gè)包單元，4個(gè)PLC為例，TPS系統(tǒng)安裝在控制室，PLC系統(tǒng)則安裝在現(xiàn)場(chǎng). 如圖1所示：

　　3.2 通信模件的連接

　　TPS SI(串行接口)模件和西門子PLC CP341一RS422／485(Modbus接口)模件之間的連接，如圖2所示：

　　4 軟件的實(shí)施和尋址

　　在TPS系統(tǒng)中，是通過(guò)ARRAY點(diǎn)來(lái)建立與外部

　　PLC通信和進(jìn)行數(shù)據(jù)存取。

　　建立通信的主要參數(shù)如下：

　　SI FTA NUMBER：現(xiàn)場(chǎng)PLC串行接口的FTA號(hào)

　　(1，2)：

　　SERIAL LINKDEVICE ADDRESS：現(xiàn)場(chǎng)PLC系

　　統(tǒng)的硬件地址；

　　START INDEX：根據(jù)Modbus設(shè)備的線圈地址所

　　決定的ARRAY點(diǎn)讀寫數(shù)據(jù)的*個(gè)點(diǎn)的地址；

　　AUXDATA參數(shù)決定Modbus接口的一些特性；

　　AUXDATA1：保持地址(00001～09999)在激活狀態(tài)；

　　AUXDATA2：信息反應(yīng)時(shí)間(0．25～0．5s)，可以保持其默認(rèn)值；

　　AUXDATA3：通信方式(RS一232／RS一485)；

　　AUXDATA4：波特路率及奇偶校驗(yàn)。

　　S7-300的Modbus協(xié)議中寄存器地址被分配成不同的窗口，每個(gè)窗口可分配若干個(gè)點(diǎn)，具體分配由PLC編程決定，系統(tǒng)有的通訊模塊，如有可讀寫模塊FCO1、FC05、FC15，還有只讀模塊FC02等。這樣就可以通過(guò)TPS中的START IN—DEX和PLC編程方提供的地址，將兩者聯(lián)系起來(lái)，建立良好的通信。按照上面分析對(duì)TPS進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，則該系統(tǒng)中的TPS系統(tǒng)就可以和四個(gè)包單元的PLC進(jìn)行通信的，對(duì)于PLC系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)同樣可作出相應(yīng)的設(shè)置：系統(tǒng)斷電，重新啟動(dòng)，TPS系統(tǒng)的ARRAY點(diǎn)可與PLC中的相應(yīng)地址進(jìn)行讀寫操作