1、概述

　　我們的plc控制系統(tǒng)包括各種控制系統(tǒng)，不僅包括集中控制室中的西門子plc系統(tǒng)，還包括其他輔助abb plc控制系統(tǒng)，如煤炭處理，包裝，水處理和污泥脫水機(jī)的plc控制系統(tǒng)。我們領(lǐng)先的控制系統(tǒng)是abb plc控制系統(tǒng)，但隨著煤氣化裝置的不斷改進(jìn)，增加了許多包裝單元控制系統(tǒng)。這些包裝單元控制系統(tǒng)主要是西門子系列PLC控制系統(tǒng)。包裝單元控制系統(tǒng)，顧名思義，是一個(gè)無法集中控制的獨(dú)立控制系統(tǒng)。基于此前提，有必要觸摸屏監(jiān)控分組單元系統(tǒng)，以降低操作強(qiáng)度，從而提高監(jiān)控水平。

　　2、Modbus協(xié)議

　　如果modbus協(xié)議被放置在通信接口中，所有通信都是透明的。dcs與plc之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的各種功能只需要找到相應(yīng)的功能代碼，并按照特定的框架格式進(jìn)行處理。由此可見，modbus網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的存在使得plc系統(tǒng)和dcs系統(tǒng)之間的通信非常方便。這兩個(gè)系統(tǒng)只需要一個(gè)串行通信模塊和相應(yīng)的通信協(xié)議。

　　用戶只需要根據(jù)功能代碼編寫特定的信息格式，無論他們需要關(guān)注什么系統(tǒng)。這就是所有通信過程對(duì)用戶透明的原因。

　　3、硬件設(shè)計(jì)

　　采用公司主控系統(tǒng)，以西門子plc為主站，PLC為從站對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。其次，討論了BGL氣化爐的abb plc主控系統(tǒng)和污泥脫水機(jī)的PLC控制系統(tǒng)。同時(shí)，以累積煤流為例，提出了高數(shù)據(jù)傳輸處理技術(shù)。

　　由于這兩個(gè)系統(tǒng)的cpus相距甚遠(yuǎn)，因此采用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以避免分組丟失和干擾。主要硬件包括：cp341、光轉(zhuǎn)換器、光盒、模塊、dp電纜和單模光纖電纜。

　　3.1 PLC硬件配置

　　西門子plc下位機(jī)編程軟件采用STEP7 ，首先要先硬件配置，在合適的插槽中增加CP 341 RS422/485卡，如圖3-2所示：

　　plc作為一種設(shè)備，需要定義數(shù)據(jù)交換的地址，以便能夠根據(jù)abb plc控制系統(tǒng)的地址進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。配置卡后，我們需要設(shè)置cp341卡的屬性。在這里我們應(yīng)該注意四個(gè)功能代碼：

　　(1)功能具有讀寫開關(guān)的功能;

　　(2)FC02是具有只讀開關(guān)功能的第二組代碼。

　　(3)fc03,06,16是第三組代碼，它們的功能具有只讀模擬功能;

　　(4)功能具有讀寫模擬功能。

　　3.2 abb plc的硬件配置

　　abb plc系統(tǒng)使用通訊模塊實(shí)現(xiàn)modbus協(xié)議通信。通信中的主要變量和控制信息采用半雙工通信方式從4ma傳輸?shù)?0ma。在模塊上配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)置后，從互聯(lián)網(wǎng)資源管理器地址欄輸入ip地址以打開模塊主頁，這樣就更容易配置其他項(xiàng)目。

　　1)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

　　IP地址：IP地址(192.168.0.10)

　　網(wǎng)絡(luò)掩碼：掩碼(255.255.255.0)

　　網(wǎng)關(guān)：網(wǎng)關(guān)(10.10.16.254)

　　2)串行設(shè)置串行端口設(shè)置

　　選擇端口選擇端口(2)

　　波特率波特率：(9600)

　　數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位：(8)

　　停止位停止位：(1)

　　奇偶校驗(yàn)(事件平價(jià))

　　接口接口：(RS-4852線)

　　3)操作模式設(shè)置輸出模式設(shè)置

　　選擇模式選擇模式:( TCP服務(wù)器)

　　4、程序設(shè)計(jì)

　　　程序設(shè)計(jì)包括PLC和abb系統(tǒng)通信程序部分的設(shè)計(jì)，以及數(shù)據(jù)讀寫地址定義的定義。PLC通訊程序最重要的部分是寫Modb_功能塊。功能塊的正常運(yùn)行直接影響到整個(gè)鏈路的數(shù)據(jù)交換。

　　4.1使用modb_341功能塊

　　圖4-1顯示了調(diào)用的MODB_341功能塊。每個(gè)引腳在該功能塊中的應(yīng)用非常重要。具體功能如表4-1所示。 在硬件配置中進(jìn)行在線組態(tài)后，還可以在CP341的診斷緩沖區(qū)中查看詳細(xì)的錯(cuò)誤信息。有關(guān)錯(cuò)誤消息比較和處理，請(qǐng)參閱適用于PtP CP Modbus協(xié)議RTU格式S7的S7-300 for Loadable Driver Slave手冊(cè)。

　　圖4-1 MODB_341引腳圖

　　這里我們強(qiáng)調(diào)laddr，它是cp341在硬件配置中的起始邏輯地址。找到此地址是在硬件配置中找到cp341卡后，在屬性的i/o地址中看到的起始地址。

　　表4-1引腳功能表

　　4.2數(shù)據(jù)交換計(jì)劃地址規(guī)劃

　　在編寫通信模塊時(shí)，需要定義數(shù)據(jù)交換地址，然后調(diào)用地址中的數(shù)據(jù)參與邏輯操作和編程。

　　數(shù)據(jù)交換方式分為數(shù)字只讀，數(shù)字讀寫，模擬只讀，模擬讀寫四種數(shù)據(jù)交換方式;只讀定義是指abb讀取PLC數(shù)據(jù);讀寫定義不僅指plc，還可以讀取PLC數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入PLC。

　　氣化plc系統(tǒng)與污泥脫水機(jī)PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換中，模擬只讀數(shù)據(jù)塊為DB11，數(shù)據(jù)類型為實(shí);模擬讀寫數(shù)據(jù)塊為DB8，數(shù)據(jù)類型為實(shí);數(shù)據(jù)只讀數(shù)據(jù)調(diào)用地址段為M210.0~M212.4;數(shù)字讀寫數(shù)據(jù)調(diào)用AD。服裝段為M213.0~M213.7。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參見圖4-2。

　　圖4-2數(shù)據(jù)庫模塊圖

　　4.3快速生成器配置

　　4.3.1創(chuàng)建渠道

　　創(chuàng)建信道的主要配置參數(shù)如下：

　　類型：通道類型Modbus通道

　　名稱：頻道名稱(wn_channel)

　　端口類型：端口類型(終端服務(wù)器)#p#分頁標(biāo)題#e#

　　協(xié)議：協(xié)議(ModbusRTU)

　　終端服務(wù)器TCP主機(jī)名：

　　終端服務(wù)器TCP端口號(hào)：

　　模塊端口號(hào)(4002)

　　終端服務(wù)器tcp端口號(hào)取決于用于通信的模塊的哪個(gè)端口。第一個(gè)港口是4001，第二個(gè)港口是4002。一共有四個(gè)端口。

　　4.3.2激活頻道

　　打開工作站，單擊配置菜單下的系統(tǒng)硬件控制器接口通道，單擊wn_通道，選擇啟用并觀察%錯(cuò)誤。如果低于0且模塊端口2狀態(tài)指示燈持續(xù)閃爍橙色，則通道已成功創(chuàng)建和連接。如果接口2狀態(tài)指示燈始終為橙色且不閃爍，則信號(hào)線反轉(zhuǎn)。

　　4.3.3建立控制器

　　創(chuàng)建控制器時(shí)的主要配置參數(shù)如下：

　　類型：控制器類型(Modbus控制器)

　　名稱：控制器名稱(n_con01)

　　數(shù)據(jù)表：數(shù)據(jù)類型(保持寄存器)

　　plc車站編號(hào):plc來自車站地址(2)

　　4.3.4創(chuàng)建點(diǎn)

　　在后兩種情況下，需要算法Algo 68-Action Value Transportion。 PV和SP范圍必須相同，掃描周期不能為零。此外，數(shù)據(jù)從PLC讀取并寫入CM。未填充SP DestAddress;數(shù)據(jù)從CM讀取并寫入PLC，SP Dest Address必須與SP源地址相同。

　　5、高數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶幚?/span>

　以運(yùn)煤帶的累積流量為例，由于煤炭上煤炭量大，累積帶尺度大，16位整數(shù)數(shù)據(jù)格式的最大數(shù)據(jù)范圍為0-65535，因此不能滿足實(shí)際應(yīng)用。使用32位整數(shù)數(shù)據(jù)格式的通信。

　　16位整數(shù)數(shù)據(jù)只需要一個(gè)地址。 32位整數(shù)由兩個(gè)16位寄存器組成。它需要兩個(gè)連續(xù)的地址并具有高位和低位。 PLC和DCS配置必須相同。通常，配置指定奇數(shù)地址。默認(rèn)情況下，使用+1地址，因此無法再次指定+1地址。如果再次指定，通信數(shù)據(jù)將交叉，導(dǎo)致SCADA點(diǎn)的SP值連續(xù)漂移。

　　int的范圍為-32768到32767，不能接收32768到65535范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。配置時(shí)，int范圍應(yīng)擴(kuò)展到0-65535，與modbus一致。

　　5.1、數(shù)據(jù)傳輸方法

　　綜合價(jià)值計(jì)算方法：高位和時(shí)間; 65536 +低位

　　1、奇數(shù)地址傳輸?shù)?/span>

　　2、奇數(shù)地址傳輸高

　　5.2擴(kuò)展PLC整數(shù)INT范圍

　　　PLC的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型int-32768-32767的范圍不能更改。在Modbus通信中，16位寄存器的范圍從0到65535，這導(dǎo)致int不能接收32768到65535范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。減去65536后，此間隔中的數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)。因此，通過判斷接收值的正負(fù)值，int的范圍間接擴(kuò)展到0到65535：如果接收值為正，則真值為真;如果接收值為負(fù)，則在添加65536后添加Modbus傳輸?shù)恼嬷怠?/span>

　　例如：

　　低于或等于32767的低值

　　使用40003地址和U32B數(shù)據(jù)格式發(fā)送138465，并且138465 = 2×65536 + 7393，然后40003地址發(fā)送低位7393，而40004地址發(fā)送高位2。

　　6、總結(jié)

　　可以看出，CP341通信模塊和西門子plc軟件實(shí)現(xiàn)了西門子plc與其它設(shè)備Modbus網(wǎng)絡(luò)的通信，是一種有效的方法，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,如果大家有關(guān)于通訊方面的需求,歡迎來電或咨詢?nèi)莞须姎狻?/span>