Modbus RTU通讯协议在流浆箱控制系统中的应用

4 上位机与PLC通讯的具体实现

　　作为Modbus主机的上位机通过Modbus通信协议可以访问从机ABB AC31 50系列PLC里所有类型的输入、输出、内部及常量数据。但是为使上位机更高效地读取PLC中的数据，需要将要读取的数据合理安排，这里我们将上位机需要访问的所有输入、输出、内部字或位数据经转换都在PLC中以一定顺序按地址连续地存放在内部字存储区中，以便上位机每次只用一条读请求命令读取此块内部字存储区，即可获取所需的全部PLC数据。这样可以显著的提高通讯效率，同时简化上位机程序。我们将读请求命令存在 QueryData数组中，如下：
　　Dim QueryData（1 to 8）As Byte
　　QueryData（1） = （H1） ‘PLC地址为1
　　QueryData（2） = （H3） ‘功能码为3，读取n个数据
　　QueryData（3） = （H2E） ‘数据地址为2E60
　　QueryData（4） = （H60）
　　QueryData（5） = （H0） ‘数据个数为81个
　　QueryData（6） = （H51）
　　QueryData（7） = （H8D） ‘校验码
　　QueryData（8） = （H0）

　　将QueryData数组通过MSComm控件发送给PLC,这样PLC就会将其所需的全部数据（从PLC地址2E60开始到2EB0结束的81个地址连续的数据）一次返回给上位机。

　　由于Modbus协议采用主从应答方式,即上位机程序中需要定时或循环发送读取PLC数据的读写请求命令，而PLC对收到的每一条请求命令按协议规则进行回应。如此一应一答循环往复实现数据采集和控制命令的发送。同时为了避免读写冲突，要控制每两条请求命令发送的时间间隔。下面这段程序简单的说明了读、写命令发送是如何控制的：
　　While （1）
　　DoEvents
　　If bNeedToWriteNewData Then
　　‘写命令
　　MSComm1.Output =SetData
　　TimeDelay （100） ‘延时100毫秒
　　ReceiveData = MSComm1.Input
　　bNeedSendNewData = False
　　Else
　　‘读命令
　　MSComm1.Output = QueryData
　　TimeDelay （100） ‘延时100毫秒
　　ReceiveData = MSComm1.Input
　　buf = ReceiveData
　　‘处理、转换
　　Call PrecessPLCData（buf）
　　End If
　　Wend

　　实际应用中采用定时读写的方式，流程如图2所示。上位机将处理、转换过的数据存入数据库，并以动态趋势和历史趋势的形式显示出来，同时提供报警指示。所有关键参数都要获得相应权限后方可从上位机写入PLC。

　　上位机使用Windows2000操作系统，监控程序用VB6.0编写，这样可以保证上位机稳定的运行，监控程序通过串口从 ABB AC31 PLC可获得各现场过程值和参数，也可随时根据工艺要求对PLC中的参数进行更改设置，从而对生产过程实施有效控制，在更改车速时，系统会自动更改总压设定值，使浆网速比满足条件。同时对各种可能出现的故障给出了在线帮助和排查方法，极大的方便了操作工的使用和维护。

5 总结

　　本控制系统在某纸厂五万吨生产线中已成功使用，现场运行稳定，压力、液位曲线非常平稳，控制效果和通讯速度方面令人满意，已顺利通过验收，也为抄造高品质的纸张提供了有力的保障。Modbus通讯协议以其格式简单、编程容易、传输距离远、通讯可靠、通讯速率高、设备间连接成本低等优点使得它将能得到更广泛的应用。