ModBus通信在污水处理中的应用 3页

经验交流《自动化技术与应用*2010年第29卷第9期1-echnicaICommunicationsModBUS通信在污水处理中的应用徐仲辉，胡锡春，李小凯(无锡市排水总公司，江苏无锡214000)摘要：采用TSXETG1000模块将串行链路ModBus通信转换战ModBusTCP／IP通信，然后通过施耐德PIC实现智能仪表的数据采集。运行结果表明，该种方式的通信能良好满足污水处理厂精确曝气系统的数据采集需求。关键词：串行链路ModBus；ModBusTCP／IP；TSXETG1000中图分类号：TP274．2文献标识码：B文章编号：10037241(2010)09009703TheApplicationofModBusCommunicationinSewageTreatmentXUZhong-hui，HUXi-chun，LIXiao-kai(WuxiDrainageCorporation，Wuxi214000China)Abstract：ThispaperintroducestheTSXETG1000ModuleconvertsModBusseriallinkcommunicationintoModBusTCP／IPcommunications．andintelligentinstrumentbySchneiderPLCdatacollection．Theresultshowsthatthewaysofcommu—nicationcanbegoodtOmeetthesewagetreatmentplantaerationsystem．andcollectaccuratedata．Keywords：ModBUSseriallink；ModBUSTCPhP；TSXETG10001引言目前，ModBus是应用于电子控制器上的一种通用语言，应用层协议和服务规范使用ModBus的通信分为串行链路上的ModBus通信和ModBusTCP／IP通信两种方式【引，串行链路上的ModBus通信主要应用于经常见到的智能仪表、智能设备等，施耐德PLC以太网通信则是使用ModBusTCP／IP方式。目前两种方式的ModBus通信已经广泛的应用于污水处理自控领域【。2系统总体方案图1网络结构示意图无锡市太湖新城污水处理厂自控项目精确曝气系在本套系统中，精确曝气PLC站(IP：200．200．5．88)统共包含精确曝气PLC站、精确曝气计算系统、精确采用施耐德Premium系列PLC作为控制器，精确曝气曝气仪表系统三个部分。其中精确曝气计算系统与精计算系统(IP：200．200．5．101)采用施耐德M340系列PLC确曝气PLC站之间采用ModBusTCP／IP通信，PLC站作为控制器，这两部分直接接入自控项目以太网中，之与精确曝气仪表系统之间通过使用协议转换模块将串间采用ModbusTCP／IP通信。精确曝气系统仪表只可行链路的ModBus转换成ModBusTCP／IP，网络结构图利用串行链路ModBus接口，不兼容ModbusTCP／IP通见图1。信进行数据交换，为了解决这个问题，在精确曝气PLC站配置一块施耐德TSXETG1000模块(IP：200．200．5．230)，将用于串行链路ModBus转换成ModBusTCP／IP收稿日期：2010—04—08\n自动化技术与应用》2010年第28卷第9期经验交流TachnicaICommunications然后再与PLC进行数据交换。着重给出PLC<一>TSXETG1000模块之间通信的软件设一兰兰～计方法。3软件设计在施耐德PLC编程软件UnityPro中，通过Corn—3．1串行链路ModBus软件配置munication选项，可以看到已经配置的以太网通信状态，双击可展开通信软件设计界面，如图3。在本套系统中，施耐德TSXETG1000与仪表之间采用串行链路ModBus进行通信。施耐德TSXETGl000无在图3中，将IOScanning选项改为YES，激活IO需编程，只需要根据仪表参数进行配置，即可完成该部Scanning功能，然后所有配置均可在IOScanning面板分通信软件设置。中完成。与通信有关的关键选项及其作用如下：TSXETG1000模块可以采用以太网接口进行配置，DeviceControlBlock：通信控制字，可以利用其中极大的方便了用户。在计算机IE栏输入TSXETG1000的位来控制通信是否有效l11。IPaddress：配置目标IP地址，目标可以是施耐德模块的IP地址(如200．200．5．230)，可通过模块内置WEB页面进行配置。配置过程中只需要修改波特率、奇CPU、TSXETGl000模块或其他兼容ModBusTCP／IP协议的设备f11。偶校验、停止位几个参数即可，图2是本系统中所需要UnitID：这项配置根据目标类型而不同，如果目标的配置。是施耐德CPU，则保持255(默认值)。如果目标是TSXETGl00O模块，则UnitID填写接入模块串行ModBus设备的地址。如果有两个或以上设备需分行填写【1】。≯l|溢白：I|Lastvalue：选择通信失败后，读缓冲区内的地址是0≯保持上次值还是置0⋯1。羹i警-_嚣}-j；?；_0渗≯j0～；3．3整体通信程序设计0≯≯l■商晦在软件配置完成后，将PLC转换至RUN状态，所配置的通信已经在周期性运行，可满足部分条件下的运用。但在本系统中，必须进行数据处理，以避免因为一≥叠东0i函次错误的数据而导致整个厂区曝气系统停止运行。图2串行链路ModBus通信配置在程序设计前，首先要了解到DeviceControlBlock块的具体作用，然后利用该块中的位，来对通信进行设3。2ModBusTCP／IP通信部分软件配置计。根据施耐德官方用户手册，可以查到该块中4个字共64个位分别用来控制scannedperipherals表中64个位置，其中第一个字的16、14、15位分别控制本套系统中所配置的三个通信【21。根据设计需求，精确曝气PLC站每隔5分钟把采集的数据打包送至精确曝气计算系统。传送之前，必须验证数据的正确性，传输之后，必须收到精确曝气计算系统反馈信号以确保传送数据的正确性，从而避免造成整个厂区精确曝气系统的故障停机。通信部分程序源代码如下：图3ModBusTCP／IP通信配置MbComTrk[1】：=NOT(MbComTrk[0])；FBI一6(IN：=MbComTrk[1】，在本套系统中，ModBusTCP／IP通信主要由PLCPT：=MbComTm[0]，<一>精确曝气计算系统、PLC<->TSXETG1000模块两Q=>MbComTrk[0J，部分组成，这两部分软件配置方法基本相同，因此本文ET=>MbComTm[1】)；\n经验交流《自动化技术与应用》2010年第29卷第9期。rechnjcaICommunicationsMbComTrk[3】：=GT—TIME(IN1：=MbComTm[1】，过以太网连接到施耐德PLC，配置ModBusTCP／IP通IN2：=MbComTm[2])；(MbComTm触发串行信部分，然后通过计算机上的串口监测软件来查看通信ModBus通信)似乎否正常。ifMbComTrk[3】then(3)在调试过程中，由于TSXETG1000模块安装在if％mwl00>0thenPLC控制柜内，距离精确曝气仪表有260米左右的距离，SendTCpuBuft10】：=％mw100；在通信波特率降至2400的时候仍有通信失败的情况出endif；现，为此特别设计了通信处理程序，在每次发送前1分if％mwl01>Otl：Len钟开始数据采集，如果采集数据正确，则更新数值至向SendTCpuBuf[1]：=％mwl01；精确曝气计算机系统的发送缓冲期，如果错误，抛弃数end_if；据，重新采集，可确保数据的准确性。if％mwl02>0thenSendTCpuBuf[2]：=％mw102；5结束语endAf；在系统原设计中，仪表系统采用ProfibusDP方式if％mw103>0then进行数据交换，但在精确曝气系统进场时发现仪表只有SendTCpuBuf[3]：=％mwl03；ModBus接口和4-20mA接口，而此时电缆已经铺设到endY；位，更改成本太大，经过协商，以本方案作为一个尝试。if％mw120>Othen在本方案建设完成后，目前系统已经通过近三个月的试SendTCpuBuf[4】：=％mw120；运行，效果良好，经过通信处理程序，确保了在这三个end_if；月的试运行过程中无一次故障停机情况出现。而且该if％mw121>0then方案不但拥有较高的性价比，而且配置简单，将会极大SendTCpuBuf[5]：=％mw121；的方便维护人员日后维护。endY；if％mw122>0then参考文献：SendTCpuBuftI6]：=％mw122；I1】施耐德公司．UnityPro语言和程序结构参考手册【Z]．endY；2007．[2】施耐德公司．UnityProCommunicationBlockLibraryif％mw123>0then【Z】．2009．SendTCpuBuflI7】：=％mw123；[3】施耐德公司．编程手册[Z】．2009．end_f；[4】刘浩等．基于MODBUS协议的一种通讯方法[J】．宝钢技endY；术，2008，(6)：74-76．[5】句立展．自控系统在城市污水处理过程中的应用⋯．自动化技术与应用，2008，27(9)：119-121．4系统调试系统设计完成后，必须对其进行调试。由于通信调试无法像自控系统IO模块直接连线那样通过简单测量来进行调试，因此必须注重调试技巧。根据本套系统调试经验，结合作者以前进行调试的技巧，给出针对本系统的调试步骤，以供大家参考。(1)在串行链路ModBus软件配置完成后，在一台计算机装上串口监测软件如作者编写的ComInter程序，通过TSXETG1000模块内置WEB页面可进行通信测试(包括发送、采集)。作者简介：徐仲辉(1979一)，男，工程师，主要从事城市污水处理厂自控工程建设施工及自控系统的维护保养。(2)在第一步调试成功后，将TSXETG1000模块通