西门子串口通讯模块CP341装载ModBus从站协议

1、西门子串口通讯模块cp341装载modbus从站协议全双工通讯的实现摘 要通过试验实现了西门子串口通讯模块cp341装载modbus从 笙协议时的全双工通讯 关键词1cp341 modbus全双工通讯项目概述安钢1#煤气加压站gmc煤气混合控制系统采用西门子公司s7-400h系列过程控 制系统及安装有 cybosoft系列控制软 件cybocon的mfa先进 控制站构成。如图t 所示兀余现场忡何腹as 414-11mfa 先进控制站111iiirs485 modbuscp341 xhj-nuipanunntim离a安金1现场 i iet200mx6i/o怏坎1图1、系统结构图mfa先进控制站通

2、过cp341与s7-400h系统实现数据通讯，采用 的是modbus协议，rtu格式，cp341装载modbus从站协议，作为从 站与mfa先进控制站通讯。在mfa先进控制站侧安装有研华的adma4520模块，使其具有rs485和rs422通信接口。cybocon 是由通控集团博软公司（cybosoft, general cybernation group inc.）开发并拥有的专利技。基于mfa核心控制技术是世界上 首套“即插即用”式单变量和多变量控制软件，可自适应控制简单或复 杂的工业过程。它以无模型自适应理论为基础，无需进行控制器设计、 没有辨识过程，也不需知道过程的定量知识，就可将控制

3、器投入运行。 即使过程的动态特性有很大变化，也不需重新整定控制器参数。遇到的问题主要问题出现在mfa先进控制站与西门子系统通讯方面。系统最初的 设计是mfa先进控制站与cp341 z间通过rs485的形式连接。问题就 出在此:mfa先进控制站的modbus驱动是在rs232的接口基础上开 发的，通讯方式为全双工。而通过rs485与cp341连接时，只能实现 半双工通讯。于是在现场就出现了一些问题：进行小的数据量（寄存 器读写总数不超过10个）时，通讯基本上还是正常可以进行的，但 是不同程度上会出现数据丢失的现象（图2） o如再增加通讯数据量, 数据丢失将更加明显，其至出现通讯中断。从西门子的相

4、关资料上查到的结果是可以通过改用rs422接口来实现全双工通讯。而且在 step7的组态环境中的设计选项也说明了，cp341是可以工作在全双 工模式下的（图3）。由于plc控制器同时还担负着现场三台加压机 的运行监视和故障连锁保护，而且已经在运行了。从安全角度考虑， 于是先和西门子技术支持确认了一下方案的可实施性，得到的答复却 是不行，理由是modbus协议不支持全双工通讯所以用rs-422来实现 全双工通讯是不可行的。这个解释很显然说不过去。这就与西门子提 供的资料有矛盾了。确定丨i匸咖：di 帮助!西门子提供的另一种方案就是再额外增加一块cp341模块。一收一 发。这个方案理论上确实可以解

5、决问题。这样不但要增加成本，而且 cp341国内没有库存，订货周期长达六周以上。此方案只能作为下下 策备选。解决的方法矛盾之下只能实测，最佳方案只能是尝试采用rs422的通讯方式。在 做好充分准备后，在软件中将cp341的接口设置为rs422接口方式，编译后下载。将电气连接按图4所 示，改为rs422连接方式。然后在mfa工作站用modscan软件扫描测 试，测试显示，得不到测试数据返回值。cp341communication partner:;t(a)二r(a)chsendershieldi casing shieldgnd ' ix! ； t(b) * r(b) ； i:r(a)-

6、 t(a)；:i<h-receivert（b）；ftcable typeliycy 3x2x0.14i (a)/and k(a>/k(b)twisted pairs.receiversendercast ng shield1) in the case of cables longer than 50 m you must solder in a terminating resistor of approx. 330 q on the receiver for trouble-free data traffic.图4, rs422接口接线原理图注：图4中的接线图通过实际证明是错误的。

7、正确接线方式详见下面的接线说明。在反复进行了接线检查，多次修改配置 软件后均无法通讯成功。后通过观察4520的指示灯发现，通过由4520 有数据发出，但是cp341没有任何反应。在对软件和硬件连线进行了 数次检查后，仍是无法通讯成功后。最后怀疑是还是接线有问题，将 adma4520与cp341之间的接线进行了试探性顺序调整，在将adma4520 与cp341直接的接线顺序调整为tx+tb, tx- ta, rx+rb, rx- -ra时，发现4520的红灯开始闪烁，通过测试观察，通讯成功。而 且效果很好。如图5：cyb(><nn - (itsiir ft ttstio)opop10

8、0.0-100.0-80.0-80.0-60.0-40.0-20.0-testi 7testi 77.23 pct50.00 pct|io.i7 ra100.0-80.0-60.0-40.0-20.0-0.000 1000600gq.o40 o'43 0testisop100.020020060040.0-20.0-80.0-testis7.23 pct7.23 pct50.00 pct50.00 pctio.i7 raio.i7 ra100.0-80.0-0.0yo.o-20.00o -0.0for円注：将sine信号送mfa或pid控制器的otv端,经rs-422通讯送siemens cp341, plc将接收到的数据送回，