Modbus 通信協(xié)議在分布式控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　2.2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及硬件介紹

　　網(wǎng)絡(luò)采用RS485串行接口，通信媒體由4芯屏蔽電纜連接主從設(shè)備，傳輸距離最大達(dá)1.5Km，全雙工，串口設(shè)定波特率19200，8位數(shù)據(jù)位、偶校驗(yàn)、1位停止位。DCS通信部分采用橫河型號(hào)為ALR121的通信模塊，并配套橫河提供的Modbus通信軟件包，該通信模塊最大通信數(shù)據(jù)容量4000字。PLC通信部分則采用Omron的C200H-ASCII 21可編程特殊單元模塊（以下簡(jiǎn)稱(chēng)ASCII模塊），該模塊支持BASIC語(yǔ)言編程，內(nèi)有200K字節(jié)的程序存儲(chǔ)區(qū)，配備RS232、RS485通信串口各一個(gè)。通過(guò)對(duì)該模塊的編程，可實(shí)現(xiàn)與外圍設(shè)備的各種通信。本系統(tǒng)通過(guò)ASCII模塊與DCS基于Modbus協(xié)議的通信，將DCS的讀、寫(xiě)指令及數(shù)據(jù)做相應(yīng)轉(zhuǎn)換，并與PLC的CPU單元進(jìn)行數(shù)據(jù)存取交換，以實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)控制信息的實(shí)時(shí)傳輸。如圖四所示。

三、軟件實(shí)現(xiàn)

　　1、 建立地址分配、對(duì)應(yīng)表

　　DCS人機(jī)監(jiān)控界面（HMI）上面向現(xiàn)場(chǎng)儀表的圖形符號(hào)對(duì)象的監(jiān)控，需通過(guò)DCS I/O物理地址對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)的采集來(lái)實(shí)現(xiàn)。DCS對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電氣執(zhí)行、檢測(cè)機(jī)構(gòu)的監(jiān)控，則是由DCS通信I/O地址與PLC I/O物理地址一一對(duì)應(yīng)完成的。為此，在編程前，需建立一張DCS通信I/O地址與PLC I/O地址的分配、對(duì)應(yīng)表。由于PLC邏輯控制編程需要，不便直接將PLC I/O物理地址與DCS通信I/O地址對(duì)應(yīng)，故采取了間接地址的方式。具體設(shè)計(jì)采用PLC的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)DM區(qū)作為間接地址區(qū)，與DCS通信I/O區(qū)建立聯(lián)系，再將DM區(qū)與PLC I/O區(qū)相對(duì)應(yīng)。如將DCS的%WB000101位通信I/O地址與D0000.00位地址對(duì)應(yīng)，D0000.00再對(duì)照PLC的I0000.00位物理輸入點(diǎn)，就能將現(xiàn)場(chǎng)電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)反饋到HMI上。按照這種方法就建立了一張上下位機(jī)地址分配、對(duì)應(yīng)表，因篇幅所限，該表略。

　　2、程序設(shè)計(jì)

　　ASCII模塊支持BASIC語(yǔ)言編程，此外，又附加了多條系統(tǒng)及函數(shù)指令，如接收、發(fā)送緩沖區(qū)操作指令、信息傳輸差錯(cuò)控制CRC、LRC校驗(yàn)函數(shù)指令和與CPU單元數(shù)據(jù)交換的讀寫(xiě)指令等。編程使用WINDOWS操作系統(tǒng)上附帶的Hyperterminal（超級(jí)終端）軟件，通過(guò)此軟件，PC機(jī)可與連接在網(wǎng)絡(luò)上的其它PC機(jī)或串口終端設(shè)備進(jìn)行文本文件的傳輸及顯示。編程時(shí)，將PC機(jī)串口與ASCII模塊的RS232串口連接，運(yùn)行該軟件，就能在其界面上對(duì)ASCII模塊進(jìn)行程序編寫(xiě)、上傳、下載和調(diào)試等工作。也可先通過(guò)WINDOWS系統(tǒng)的寫(xiě)字板編寫(xiě)程序，并保存為文本格式，然后再通過(guò)Hyperterminal將程序下載到ASCII模塊。通信程序的主工作流程見(jiàn)圖五。

　　部分程序代碼如下：

　　OPTION BASE 0 //定義數(shù)組

　　DIM R（128）,FC（128）

　　R（48）=0:R（49）=1:R（50）=2:R（51）=3:R（52）=4:R（53）=5:R（54）=6:R（55）=7:R（56）=8

　　R（57）=9:R（65）=h0a:R（66）=h0b:R（67）=h0c:R（68）=h0d:R（69）=h0e:R（70）=h0f

　　R（97）=h0a:R（98）=h0b:R（99）=h0c:R（100）=h0d:R（101）=h0e:R（102）=h0f

　　OPEN #2,"COMU:19200,8,E,1" //設(shè)定串口參數(shù)

　　A%=LOC（2） //判斷接收緩沖區(qū)字符

　　IF A%=8 THEN

　　REX$=INPUT$（A%,#2）

　　……….

　　ENDIF