Modbus协议在CS3000与TRICON ESD通信中的应用.pdf

第lo 期金 斌等 M o d b u s 协议在C S 3 0 0 0 与T R I C O NE S D 通信中的应用 M o d b u s 协议在C S 3 0 0 0 与 T R I C O NE S D 通信中的应用 金斌高计勇刘德立 中国石油辽阳石化公司芳烃厂 辽宁辽阳1 1 1 0 0 3 摘要将M o d b u a 协议应用于横河D C S 与T R I C O NE S D 问的教据通信 以提高二者之间数据传输的准 确性和可靠性 关键词M o d b u s 协议D C ST R I C O NE S D 数据传输 中图分类号T H 8 6 5文献标识码 B 文章编号1 0 0 0 3 9 3 2 2 0 1 2 1 0 1 3 4 1 0 2 中国石油辽阳石化分公司5 3 0 k t aP T A 装置 的D C S 采用C S 3 0 0 0 对整个生产装置进行监控 P T A 装置的紧急停车系统采用T R I C O NE S D 对 整个生产系统和重要机组进行联锁保护 为方便 系统的管理与日常维护 两个系统问不可避免地 需要数据交换 为了节省资源 一些非联锁信号 采用通信方式在两个系统间实现数据交换 C S 3 0 0 0 具有高自控能力和完善的控制功能 能够将其他专用系统的数据进行有效识别和高速 传输 这种数据传输经常采用R S 4 2 2 串行通信方 式和M o d b u s 协议 M o d b u s 协议采用主一从方 式 主设备可以通过初始化查询 为从设备分配地 址 从设备根据主设备的查询提供数据并做出相 应的反应 通常情况下将D C S 通信卡件的属性 设为主 将其他系统的通信卡件的属性设置为从 M o d b u s 是M O D I C O N 公司基于P L C 实施的 一种通信协议 功能上是一种现场总线 M o d b u s 协议定义的是一种数据帧结构 它独立于物理层 介质 描述了控制器访问另一设备的过程 如怎样 作出应答响应以及检查并报告错误 它所定义的 数据帧结构是各种控制器均能识别和使用的信息 结构 而无需考虑通信网络的拓扑结构 因此具有 良好的适用性 现以四线制通信方式 即系统具 有接收和发送的双向通信功能 为例 介绍T R I C O NE S D 与C S 3 0 0 0 之间M o d b u s 通信的实施过 程 1 硬件 E S D 通信卡件的设置 取下E I C M 卡 缺省状 态为O F F 即采用R S 2 3 2 方式 将P O R T 对应的拨 码开关置为O N 即采用R S 4 2 2 通信方式 通常只 用P O R T I P O R T 3 T R I C O NE S D 与C S 3 0 0 0 通 信乍的接线如图1 所示 E I C M N e t w o r kT r u n k S e r ia lP o r t S h ie ld S I 一A I I 一A S ig n a lG r o un d S I 一B R D B 5V D C lt h r o u g h1 k n L 1 1 5 2 2 o p t ia n a l 7 1 k n 1 4 2 1 o p t io n a l 2 5 v R D A R D BS D AS D B T r u n k RT r u n k T 图1T R I C O NE S D 与C S 3 0 0 0 通信卡接线示意图 2 软件 通信卡件的硬件连接好之后 还要将通信卡 件的通信协议设置一致 才能建立起两个系统间 的通信 2 1 波特率的设定 波特率设置得越高数据传输越快 但是波特 率越高要求数据传输距离的就会越短 考虑速度 的同时还要兼顾系统最大报表的长度以及一次传 输2 5 6 帧数据的要求 由于施工过程中选用的通 信电缆距离短 屏蔽效果好且抗干扰能力强 最后 两系统问数据通信的波特率设为1 9 2 k b s 收稿日期 2 0 1 2 0 7 1 0 修改稿 化工自动化及仪表 第3 9 卷 2 2 通信卡件的属性设置 根据M o d b u s 通信协议 将两系统通信卡件的 波特率 B a n dr a t e 字节 D a t ab it s 停止位 S t o p b it s 奇偶校验 P a r it y 和线制 W ir e s 设置一致 才能保证通信的顺利进行 2 2 1 C S 3 0 0 0 通信卡件的属性设置 C S 3 0 0 0 的M o d b u s 通信卡件选用A L R l2 1 其 属性设置为 B a n dr a t e1 92 0 0 D a t ab it s8 b it s S t o pb it s 1 b it P a r it y o d d W ir e s4 其他项默认 2 2 2 E S D 通信卡件的属性设置 T R I C O NE S D 系统的通信卡件E I C M4 11 9 的 属性设置 图2 为 B a n dr a t e1 92 0 0 D a t ab it s8 b it s S t o pb it s 1 b it P a r it y o d d W ir e s4 这5 项一定要与C S 3 0 0 0 通信卡件的软件设 置一致 在P R O T O C O L 处设成 M O D B U S S L A V E 通常设置为 l 其余设置都保持缺省 即可 通信正常后 P O R T 对应的R X 和T X 灯会 不间断地闪烁 图2 E I C M4 1 1 9 卡属性设置界面 2 3 地址分配 地址分配表是C S 3 0 0 0 配给E S D 系统所有运 行变量的连续的地址序列 根据地址分配表中每 一个分析数据或运行变量地址的不同 它们被储 存在E S D 系统寄存器的不同位置 在C S 3 0 0 0 与 E S D 交换数据时 只需相互发送寄存器的地址码 即可 2 4 数据转换 存储数据的寄存器为1 6 位二进制存储器 系统间要传输的数据类型可分为模拟量和数字 量 数字量的数据直接调用即可 但模拟量往往需 要经过数据处理才能反应实际的物理量 以E S D 数据传输到C S 3 0 0 0 为例 如果温度变量T r 2 7 6 0 0 要以通信方式从E S D 系统传输到C S 3 0 0 0 在E S D 内寄存器所传输的模拟量数据上限为E H 下限为 E L 温度变量Y I 2 7 6 0 0 从E S D 系统传输到 C S 3 0 0 0 的原始数据 在E S D 内未经任何处理的 原始通道数据 为P V E 存放到C S 3 0 0 0 的寄存 器 W W 0 3 0 1 中 温度变送器的量程上限为S H 下限为S L 温度变量在C S 3 0 0 0 内的指示用P V D 表示 则模拟量通信数据遵循P V S L S H S L E H E L lcP V 模拟量数据在C S 3 0 0 0 中 的组态如图3 所示 功能块C A L C U 可根据C P V S H S L 宰R V E H E L S L 进行功能组 态 其中C P V 和R V 是C A L C U 内部的寄存器 图3模拟量数据在C S 3 0 0 0 中的组态 C S 3 0 0 0 传输到E S D 的模拟数据处理方法与 和述方法类似 需要特别注意的是 D C S 3 0 0 0 传 输给E S D 的模拟量的点 先将A lia sD u m b e r 正确 写入 再将要通信的点转换成二进制1 6 位无符号 数据 这些工作都需要在C S 3 0 0 0 组态时完成 在 T R I C O N1 1 3 1 程序中要建立相同A lia sn u m b e r 的 点 E S D 才能接收到正确的数据 3 结束语 中国石油辽阳石化分公司5 3 0 k t aP T A 装置 采用M o d b u s 通信协议的R S 4 2 2 串行通信方式 实现了C S 3 0 0 0 与T R I C O