设备运维
西门子PLC控制系统轮巡功能的设计与实现
杨键（天津渤化石化有限公司，天津300452）
摘要：本文提出采用-种基于MODBUSRTU(RS485)通讯协议，实现西门子PLC系统作为master实现对多个slave站的通讯应用，介绍了西门子PLC作为master的组态设计与实现。
关键词：MODBUS；PLC；通讯
在目前的工业控制领域，对同一厂区的不同控制系统之间要求远程监控控制的需求不断加大。通过利用MODBUSRTU Master/Slave协议，实现主站PLC对多从站进行数据采集和控
制，保证了可靠有效的实时数据传递和控制效果。 1MODBUSRTU(RS485)通讯协议 1.1MODBUS通讯协议
Modbus协议是使用了一个可以使网络上的各个控制器能够识别的消息结构。各个控制器之间通过识别消息，来完成需要的动作。Modbus协议可以将不同生产厂商的设备连接到起形成控制网络，进行监控控制。在中国，Modbus已经成为国家标准GB/T19582-2008。Modbus网络要求只可以有一个mas-ter，网络上所有的消息都由它发出。每条网络最大有247个 slave控制器。
1.2Modbus传输模式
Modbus协议有ASCII或RTU两种传输模式。本文采用 RTU模式。用RTU模式传输的数据是8位二进制字符且报文字符必须以连续数据流的形式传送。
1.2.1主机请求数据报文格式
如表1所示。(功能码以03为例)
表1主机请求数据报文格式表
主机发送从机地址功能码起始地址数据长度 CRC码
字节数 2
发送的信息 xx E0 0000 00Xx xXXx
备注
向地址为XX的从机要数据
读取客存器起始地址为0000
读取XX个数据(共2XX宇节) 由主机计算得到CRC码
1.2.2从站响应读数命令报文格式如表2所示。(功能码以03为例)
表2从站响应读数命令报文格式表
从机响应从机地址功能码数据长度存器数据
-
存器数据
N CRC码
字节数 1 1 2
N 2
2系统组态过程
发送的信息
xx 03 xx DATI
DATN xxxx
2.1西门子PLC功能块
2.1.1DB块构建
备注
来自地址为XX的从机
读取客存器
XX半节(2倍数据个数) 传感器参数1数据内容
传感器参数N数据内容由从机计算得到CRC码
我们以S7组态环境为例，因为Modbus协议通讯报文8位二 26万整2017年01月
进制字符固定格式，所以我们要先构建第一个DB块，起名以 DB1为例，用来完成master站发送请求报文信息的收集。这个 DB块中需要定义一个字节的slave站地址(byte类型）、一个字节的功能码(byte类型）、两个字节的起始地址（word类型）、和两个字节的数据长度（word类型)。然后，我们构建第二个DB块：起名DB2为例，这个DB块主要用来接收slave站的回复数据。
2.1.2FB7,FB8功能块
PLC控制器要完成发送与接受功能，需要西门子功能块库中的FB7接收功能块与FB8发送功能块。而将它们使用的时候会自动生成背景DB块，为了方便使用将DB命名为相应的DB7 与DB8。
2.1.3FC功能块
FC功能块完成轮遮程序的写入，最后将FC块在OB1或
OB35中调用即可完成轮邀。 2.2轮巡程序
a.将第一个slave站地址，功能码、起始地址、数据长度分别写入DB1的对应地址。
b.将第一个slave站接收DB块的号码(本文为2)写入DB7 的DBW4，将接收起始地址写入DB7的DBW6。
c.重复前2步操作完成剩余slave站。
d.为每个slave站程序设置入口条件，条件满足启动，不满足等待。
e.设置FB7的LADDR管脚为CP341卡件的地址，启动条件为对应的slave站的条件。设置FB8的LADDR管脚为CP341卡件的地址，DB_NO管脚填入1,DBB_NO管脚填入0,SF管脚填人S,LEN管脚填入6,R_TYP管脚填XREQ管脚为对应的
slave站启动条件。 2.3CP341卡件设置
在CP341中设置modbusmaster类型、波特率，停止位、奇偶
效验位等参数后load。 3结语
ModbusRTU通讯是现场两个或几个不同控制系统实现通讯的一个简单例证，成功的解决了西门子PLC和第三方的通讯问题，节省了因标准仪表信号布线所需的大量电缆，并且可靠性得到了大幅度提高，是我们今后现场信号采集通讯值得借鉴
的一个典型代表。参考文献：
[1]潘洪跃.基于Modbus协议通信的设计与实现.计量技术， 2002.(4)
[2]封亚斌.采用串口通信技术实现Modbus数据通信.自动化仅表,2004,25(10):5658
[3]吉顺平.西门子PLC与工业网络技术.机械工业出版社， 2008
[4]王海波.基于CP341的ModbusRTU通信的设计与实现工矿自动化,2009,8:8991
[5]西门子技术手册.CP340_CP341_CP440_CP441通讯及编程.2010:3744.