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abb plc与西门子plc控制系统Modbus协议通讯的解决方案

作者：西门子plc 发布日期：2019-06-17 22:35:48 阅读：0 二维码分享

　　1、概述

　　我们的plc控制系统包括各种控制系统，不仅包括集中控制室中的西门子plc系统，还包括其他辅助abb plc控制系统，如煤炭处理，包装，水处理和污泥脱水机的plc控制系统。我们领先的控制系统是abb plc控制系统，但随着煤气化装置的不断改进，增加了许多包装单元控制系统。这些包装单元控制系统主要是西门子系列PLC控制系统。包装单元控制系统，顾名思义，是一个无法集中控制的独立控制系统。基于此前提，有必要触摸屏监控分组单元系统，以降低操作强度，从而提高监控水平。

　　2、Modbus协议

　　如果modbus协议被放置在通信接口中，所有通信都是透明的。dcs与plc之间实现数据通信的各种功能只需要找到相应的功能代码，并按照特定的框架格式进行处理。由此可见，modbus网络协议的存在使得plc系统和dcs系统之间的通信非常方便。这两个系统只需要一个串行通信模块和相应的通信协议。

　　用户只需要根据功能代码编写特定的信息格式，无论他们需要关注什么系统。这就是所有通信过程对用户透明的原因。

　　3、硬件设计

　　采用公司主控系统，以西门子plc为主站，PLC为从站对控制系统进行改造。其次，讨论了BGL气化炉的abb plc主控系统和污泥脱水机的PLC控制系统。同时，以累积煤流为例，提出了高数据传输处理技术。

　　由于这两个系统的cpus相距甚远，因此采用光纤进行数据传输，以避免分组丢失和干扰。主要硬件包括：cp341、光转换器、光盒、模块、dp电缆和单模光纤电缆。

　　3.1 PLC硬件配置

　　西门子plc下位机编程软件采用STEP7 ，首先要先硬件配置，在合适的插槽中增加CP 341 RS422/485卡，如图3-2所示：

　　plc作为一种设备，需要定义数据交换的地址，以便能够根据abb plc控制系统的地址进行数据交换。配置卡后，我们需要设置cp341卡的属性。在这里我们应该注意四个功能代码：

　　(1)功能具有读写开关的功能;

　　(2)FC02是具有只读开关功能的第二组代码。

　　(3)fc03,06,16是第三组代码，它们的功能具有只读模拟功能;

　　(4)功能具有读写模拟功能。

　　3.2 abb plc的硬件配置

　　abb plc系统使用通讯模块实现modbus协议通信。通信中的主要变量和控制信息采用半双工通信方式从4ma传输到20ma。在模块上配置网络设置后，从互联网资源管理器地址栏输入ip地址以打开模块主页，这样就更容易配置其他项目。

　　1)网络设置网络设置

　　IP地址：IP地址(192.168.0.10)

　　网络掩码：掩码(255.255.255.0)

　　网关：网关(10.10.16.254)

　　2)串行设置串行端口设置

　　选择端口选择端口(2)

　　波特率波特率：(9600)

　　数据位数据位：(8)

　　停止位停止位：(1)

　　奇偶校验(事件平价)

　　接口接口：(RS-4852线)

　　3)操作模式设置输出模式设置

　　选择模式选择模式:( TCP服务器)

　　4、程序设计

　　　程序设计包括PLC和abb系统通信程序部分的设计，以及数据读写地址定义的定义。PLC通讯程序最重要的部分是写Modb_功能块。功能块的正常运行直接影响到整个链路的数据交换。

　　4.1使用modb_341功能块

　　图4-1显示了调用的MODB_341功能块。每个引脚在该功能块中的应用非常重要。具体功能如表4-1所示。在硬件配置中进行在线组态后，还可以在CP341的诊断缓冲区中查看详细的错误信息。有关错误消息比较和处理，请参阅适用于PtP CP Modbus协议RTU格式S7的S7-300 for Loadable Driver Slave手册。

　　图4-1 MODB_341引脚图

　　这里我们强调laddr，它是cp341在硬件配置中的起始逻辑地址。找到此地址是在硬件配置中找到cp341卡后，在属性的i/o地址中看到的起始地址。

　　表4-1引脚功能表

　　4.2数据交换计划地址规划

　　在编写通信模块时，需要定义数据交换地址，然后调用地址中的数据参与逻辑操作和编程。

　　数据交换方式分为数字只读，数字读写，模拟只读，模拟读写四种数据交换方式;只读定义是指abb读取PLC数据;读写定义不仅指plc，还可以读取PLC数据或将数据写入PLC。

　　气化plc系统与污泥脱水机PLC系统的数据交换中，模拟只读数据块为DB11，数据类型为实;模拟读写数据块为DB8，数据类型为实;数据只读数据调用地址段为M210.0~M212.4;数字读写数据调用AD。服装段为M213.0~M213.7。有关更多信息，请参见图4-2。

　　图4-2数据库模块图

　　4.3快速生成器配置

　　4.3.1创建渠道

　　创建信道的主要配置参数如下：

　　类型：通道类型Modbus通道

　　名称：频道名称(wn_channel)

　　端口类型：端口类型(终端服务器)#p#分页标题#e#

　　协议：协议(ModbusRTU)

　　终端服务器TCP主机名：

　　终端服务器TCP端口号：

　　模块端口号(4002)

　　终端服务器tcp端口号取决于用于通信的模块的哪个端口。第一个港口是4001，第二个港口是4002。一共有四个端口。

　　4.3.2激活频道

　　打开工作站，单击配置菜单下的系统硬件控制器接口通道，单击wn_通道，选择启用并观察%错误。如果低于0且模块端口2状态指示灯持续闪烁橙色，则通道已成功创建和连接。如果接口2状态指示灯始终为橙色且不闪烁，则信号线反转。

　　4.3.3建立控制器

　　创建控制器时的主要配置参数如下：

　　类型：控制器类型(Modbus控制器)

　　名称：控制器名称(n_con01)

　　数据表：数据类型(保持寄存器)

　　plc车站编号:plc来自车站地址(2)

　　4.3.4创建点

　　在后两种情况下，需要算法Algo 68-Action Value Transportion。 PV和SP范围必须相同，扫描周期不能为零。此外，数据从PLC读取并写入CM。未填充SP DestAddress;数据从CM读取并写入PLC，SP Dest Address必须与SP源地址相同。

　　5、高数据传输的处理

　以运煤带的累积流量为例，由于煤炭上煤炭量大，累积带尺度大，16位整数数据格式的最大数据范围为0-65535，因此不能满足实际应用。使用32位整数数据格式的通信。

　　16位整数数据只需要一个地址。 32位整数由两个16位寄存器组成。它需要两个连续的地址并具有高位和低位。 PLC和DCS配置必须相同。通常，配置指定奇数地址。默认情况下，使用+1地址，因此无法再次指定+1地址。如果再次指定，通信数据将交叉，导致SCADA点的SP值连续漂移。

　　int的范围为-32768到32767，不能接收32768到65535范围内的数据。配置时，int范围应扩展到0-65535，与modbus一致。

　　5.1、数据传输方法

　　综合价值计算方法：高位和时间; 65536 +低位

　　1、奇数地址传输低

　　2、奇数地址传输高

　　5.2扩展PLC整数INT范围

　　　PLC的基础数据类型int-32768-32767的范围不能更改。在Modbus通信中，16位寄存器的范围从0到65535，这导致int不能接收32768到65535范围内的数据。减去65536后，此间隔中的数据为负数。因此，通过判断接收值的正负值，int的范围间接扩展到0到65535：如果接收值为正，则真值为真;如果接收值为负，则在添加65536后添加Modbus传输的真值。

　　例如：

　　低于或等于32767的低值

　　使用40003地址和U32B数据格式发送138465，并且138465 = 2×65536 + 7393，然后40003地址发送低位7393，而40004地址发送高位2。