Modbus RTU通訊協議在流漿箱控制系統中的應用

4 上位機與PLC通訊的具體實現

　　作為Modbus主機的上位機通過Modbus通信協議可以訪問從機ABB AC31 50系列PLC里所有類型的輸入、輸出、內部及常量數據。但是為使上位機更高效地讀取PLC中的數據，需要將要讀取的數據合理安排，這里我們將上位機需要訪問的所有輸入、輸出、內部字或位數據經轉換都在PLC中以一定順序按地址連續地存放在內部字存儲區中，以便上位機每次只用一條讀請求命令讀取此塊內部字存儲區，即可獲取所需的全部PLC數據。這樣可以顯著的提高通訊效率，同時簡化上位機程序。我們將讀請求命令存在 QueryData數組中，如下：
　　Dim QueryData（1 to 8）As Byte
　　QueryData（1） = （H1） ‘PLC地址為1
　　QueryData（2） = （H3） ‘功能碼為3，讀取n個數據
　　QueryData（3） = （H2E） ‘數據地址為2E60
　　QueryData（4） = （H60）
　　QueryData（5） = （H0） ‘數據個數為81個
　　QueryData（6） = （H51）
　　QueryData（7） = （H8D） ‘校驗碼
　　QueryData（8） = （H0）

　　將QueryData數組通過MSComm控件發送給PLC,這樣PLC就會將其所需的全部數據（從PLC地址2E60開始到2EB0結束的81個地址連續的數據）一次返回給上位機。

　　由于Modbus協議采用主從應答方式,即上位機程序中需要定時或循環發送讀取PLC數據的讀寫請求命令，而PLC對收到的每一條請求命令按協議規則進行回應。如此一應一答循環往復實現數據采集和控制命令的發送。同時為了避免讀寫沖突，要控制每兩條請求命令發送的時間間隔。下面這段程序簡單的說明了讀、寫命令發送是如何控制的：
　　While （1）
　　DoEvents
　　If bNeedToWriteNewData Then
　　‘寫命令
　　MSComm1.Output =SetData
　　TimeDelay （100） ‘延時100毫秒
　　ReceiveData = MSComm1.Input
　　bNeedSendNewData = False
　　Else
　　‘讀命令
　　MSComm1.Output = QueryData
　　TimeDelay （100） ‘延時100毫秒
　　ReceiveData = MSComm1.Input
　　buf = ReceiveData
　　‘處理、轉換
　　Call PrecessPLCData（buf）
　　End If
　　Wend

　　實際應用中采用定時讀寫的方式，流程如圖2所示。上位機將處理、轉換過的數據存入數據庫，并以動態趨勢和歷史趨勢的形式顯示出來，同時提供報警指示。所有關鍵參數都要獲得相應權限后方可從上位機寫入PLC。

　　上位機使用Windows2000操作系統，監控程序用VB6.0編寫，這樣可以保證上位機穩定的運行，監控程序通過串口從 ABB AC31 PLC可獲得各現場過程值和參數，也可隨時根據工藝要求對PLC中的參數進行更改設置，從而對生產過程實施有效控制，在更改車速時，系統會自動更改總壓設定值，使漿網速比滿足條件。同時對各種可能出現的故障給出了在線幫助和排查方法，極大的方便了操作工的使用和維護。

5 總結

　　本控制系統在某紙廠五萬噸生產線中已成功使用，現場運行穩定，壓力、液位曲線非常平穩，控制效果和通訊速度方面令人滿意，已順利通過驗收，也為抄造高品質的紙張提供了有力的保障。Modbus通訊協議以其格式簡單、編程容易、傳輸距離遠、通訊可靠、通訊速率高、設備間連接成本低等優點使得它將能得到更廣泛的應用。