Modbus 通信協議在分布式控制系統中的應用

　　2.2 網絡構成及硬件介紹

　　網絡采用RS485串行接口，通信媒體由4芯屏蔽電纜連接主從設備，傳輸距離最大達1.5Km，全雙工，串口設定波特率19200，8位數據位、偶校驗、1位停止位。DCS通信部分采用橫河型號為ALR121的通信模塊，并配套橫河提供的Modbus通信軟件包，該通信模塊最大通信數據容量4000字。PLC通信部分則采用Omron的C200H-ASCII 21可編程特殊單元模塊（以下簡稱ASCII模塊），該模塊支持BASIC語言編程，內有200K字節的程序存儲區，配備RS232、RS485通信串口各一個。通過對該模塊的編程，可實現與外圍設備的各種通信。本系統通過ASCII模塊與DCS基于Modbus協議的通信，將DCS的讀、寫指令及數據做相應轉換，并與PLC的CPU單元進行數據存取交換，以實現上下位機控制信息的實時傳輸。如圖四所示。

三、軟件實現

　　1、 建立地址分配、對應表

　　DCS人機監控界面（HMI）上面向現場儀表的圖形符號對象的監控，需通過DCS I/O物理地址對現場儀表信號的采集來實現。DCS對現場電氣執行、檢測機構的監控，則是由DCS通信I/O地址與PLC I/O物理地址一一對應完成的。為此，在編程前，需建立一張DCS通信I/O地址與PLC I/O地址的分配、對應表。由于PLC邏輯控制編程需要，不便直接將PLC I/O物理地址與DCS通信I/O地址對應，故采取了間接地址的方式。具體設計采用PLC的數據存儲區DM區作為間接地址區，與DCS通信I/O區建立聯系，再將DM區與PLC I/O區相對應。如將DCS的%WB000101位通信I/O地址與D0000.00位地址對應，D0000.00再對照PLC的I0000.00位物理輸入點，就能將現場電氣執行機構的運行狀態反饋到HMI上。按照這種方法就建立了一張上下位機地址分配、對應表，因篇幅所限，該表略。

　　2、程序設計

　　ASCII模塊支持BASIC語言編程，此外，又附加了多條系統及函數指令，如接收、發送緩沖區操作指令、信息傳輸差錯控制CRC、LRC校驗函數指令和與CPU單元數據交換的讀寫指令等。編程使用WINDOWS操作系統上附帶的Hyperterminal（超級終端）軟件，通過此軟件，PC機可與連接在網絡上的其它PC機或串口終端設備進行文本文件的傳輸及顯示。編程時，將PC機串口與ASCII模塊的RS232串口連接，運行該軟件，就能在其界面上對ASCII模塊進行程序編寫、上傳、下載和調試等工作。也可先通過WINDOWS系統的寫字板編寫程序，并保存為文本格式，然后再通過Hyperterminal將程序下載到ASCII模塊。通信程序的主工作流程見圖五。

　　部分程序代碼如下：

　　OPTION BASE 0 //定義數組

　　DIM R（128）,FC（128）

　　R（48）=0:R（49）=1:R（50）=2:R（51）=3:R（52）=4:R（53）=5:R（54）=6:R（55）=7:R（56）=8

　　R（57）=9:R（65）=h0a:R（66）=h0b:R（67）=h0c:R（68）=h0d:R（69）=h0e:R（70）=h0f

　　R（97）=h0a:R（98）=h0b:R（99）=h0c:R（100）=h0d:R（101）=h0e:R（102）=h0f

　　OPEN #2,"COMU:19200,8,E,1" //設定串口參數

　　A%=LOC（2） //判斷接收緩沖區字符

　　IF A%=8 THEN

　　REX$=INPUT$（A%,#2）

　　……….

　　ENDIF